在抗生物附着领域,与传统的毒性涂料和新型的生物酶相比,超疏水材料具有无毒、环境友好和性质稳定等优势,因此受到广泛研究和应用。超疏水材料因具有极低的表面能和粗糙的表面形貌,水滴在其上呈球状难以铺展。由此推测,这一性质将使海洋微生物难以在其表面进行粘附生长。目前制备超疏水表面的主要思路之一是在有序的粗糙表面上覆盖低表面能薄膜。膜层材料主要为硅烷类有机物和含氟聚合物,其存在强度低、膜基结合力弱等缺点。此外,粗糙有序形貌的构建是通过电沉积,印刷模板法来实现,电沉积具有成本低的特点,但是其制备的形貌具有较大随机性,表面润湿性不够稳定;印刷法提高了精确度和重复性,但流程复杂,成本高昂。金属辅助法制备的多孔硅纳米线阵列取向一致,孔洞大小可调;同时该方法流程简单,重复性好,成本较低,可作为有序多孔的基体材料;金刚石薄膜具有低表面能,高强度、稳定的化学性质、无毒害等特点,具有抗生物附着的潜质,但目前缺乏相关研究。因此本文采用金属辅助法制备硅纳米线阵列并沉积金刚石薄膜,研究其表面润湿性和抗生物附着性能,具体工作如下:(1)使用HF和AgNO3溶液及HF和H2O2溶液对单晶硅基底进行刻蚀,得到多孔硅纳米线阵列。通过SEM和接触角测量仪等表征检测手段,系统研究反应时间对纳米线长度和阵列孔洞的影响,以及分析形貌的几何参数对润湿性和抗生物附着性能的影响。结果表明,刻蚀后纳米线阵列具有超亲水性,短时间刻蚀带来的纳米线长度较短的阵列接触角更大,但浸泡在小球藻培养液中结构发生整体性破坏。(2)使用MWCVD的氢等离子体对纳米线阵列进行表面改性,并调整反应气体压强这一参数来改变处理工艺。通过XPS的分峰拟合分析改性前后化学终端的变化情况,利用SEM观察等离子体处理对形貌的影响,及利用荧光成像研究表面终端改变对纳米线的生物附着的变化。发现氢等离子体具有微弱的刻蚀作用,但形貌整体变化不大,疏水性和抗生物附着性能的提高主要是由于氢终端的引入和增多。(3)在氢气中添加甲烷形成H2/CH4混合等离子体,调整两者比例和气压参数对纳米线阵列进行表面改性。通过Raman光谱研究预种金刚石晶种对沉积薄膜物相的影响,及金刚石的相对含量随反应参数的变化规律;利用TEM研究薄膜的精细物相结构;通过SEM和荧光成像研究预处理和反应参数对改性纳米线的生物附着行为的影响。金刚石的相对含量降低以及膜层增厚带来的形貌变化均导致接触角减小。结合接触角和表面能计算结果可得出:金刚石表面能低于石墨,前者的存在有利于接触角的增大和生物附着的减少,但膜层增厚导致的结构几何尺度增大却使接触角减小。在气压为30 mbar和含有3%CH4气氛中制备的金刚石薄膜修饰纳米线阵列为超疏水表面(156.7°),该样品表面生物附着量极少,同时具有纳米线结构完好未被破坏,具有相对最佳的抗生物附着性能。