飞秒激光仿生微纳加工一直是材料领域较为热门的研究方向,基于飞秒激光自身所具有的极短脉冲、高峰值功率和加工无热影响区等优点,从而广泛取代工艺相对复杂的物理化学方法。本论文将先进的超快飞秒激光微纳加工技术作为加工手段,选取金属钛材料作为加工对象,通过反复实验确定最佳的加工参数,如飞秒激光单脉冲能量、激光扫描速率和扫描间距等,制备出具有特定功能的复杂微纳米结构,包括具有润湿性可调谐功能的三维鹅卵石状TiO₂结构和具有油油分离功能的超薄微孔钛箔结构。全文主要包括以下两大部分的研究内容:（1）利用飞秒激光一步式诱导方法在金属钛片上制备了三维鹅卵石状锐钛矿型TiO₂表面,该三级结构由高度约为15²5μm,底端直径约为20³5μm的柱状结构、⁴60 nm的条纹结构和10⁵00 nm的纳米颗粒结构共同组成。基于TiO₂的光催化性,在高温加热和紫外光照两种条件下致使表面Ti—O键和Ti—OH键发生改变,从而实现较为快速地水/油可调谐润湿性。此外,我们还用飞秒激光对钛片的正反两面分别进行了诱导加工,得到了双面超疏水和双面超亲水的TiO₂表面,并通过晃动实验验证了其良好的动态稳定润湿性能。最后,我们进行了选择性图案化的紫外光照实验,可以实现不同图案处表面润湿性的自由切换。（2）提出了利用飞秒激光微钻孔技术在超薄钛箔表面制备了孔径可控的微孔阵列,系统研究了飞秒激光单脉冲能量对微孔钛箔孔径大小的影响,发现在一定条件下,随着激光脉冲能量的逐渐增加,获得的微孔孔径大小也逐渐增大。通过对微孔钛箔进行低表面能氟化处理,获得了对两种不同有机溶剂呈现较大差异的润湿性,利用我们设计的分离装置,从而实现它们油油混合溶液的分离和收集过程。