受到自然界中典型生物表面的超疏水性能的启发,制备超疏水表面的许多方法被研究人员开发出来,这些具有优异疏水性的表面得到了广泛应用。本文通过对自然界中鲤鱼鳞片等多种生物表面形貌的观察探究,建立数学模型,分析其表面结构特征,讨论表面微结构特征对表面润湿性的尺寸效应与机理。采用激光织构的方法在T2紫铜表面获得具有微-微复合结构的闭孔阵列表面和微-纳复合结构的类鱼鳞表面;研究两种不同纹理表面的润湿性发现,未经过低表面能材料的修饰,制备好的表面显示出高静态接触角和低滚动角,闭孔阵列表面和类鱼鳞纹理表面的接触角分别达到157°±1.6°和157°±0.8°,而不同阵列间距尺寸的闭孔表面显示出粘附性能的差异。通过表面粗糙度与X射线能谱图的表征结果显示,较大的粗糙度和较多的表面氧化物成分使得水滴只和凸起表面接触,凹陷部分形成空气穴,减小了固液接触面积,实现表面疏水性的转变。同时在低温冷台中进行了静态水滴结冰试验,讨论了疏水表面结构形貌与延迟结冰性能之间的尺寸效应及作用机理。结果表明,具有闭孔阵列的微-微复合结构表面最大延迟结冰时间是光滑铜基底表面的20倍;具有类鱼鳞纹理的微-纳复合结构表面最大延迟结冰时间是光滑铜基底表面的26倍,均展示出良好的延迟结冰性能。