自然界的生物体在漫长的进化过程中逐渐形成了具有独特功能性的微结构,基于这些微结构所制备的功能表面在自清洁、油水分离和摩擦调控等领域具有极高的研究价值,并已广泛应用于医学、航空以及工业等领域。作为摩擦学的分支,冰摩擦一直都是交通运输、极地考察和冰雪运动中的重点研究内容,探究冰摩擦的理论基础和摩擦特性具有非常重要的实际意义。本文基于自然界水生生物鱼鳞表面微结构的形态特征,利用纳秒激光技术在不锈钢表面实现了鱼鳞表面微结构的仿生制备,针对仿鱼鳞表面的性能和微结构进行调控,最后进行了仿鱼鳞表面的冰摩擦性能试验。首先,观测了鱼鳞表面微结构,确定仿生微结构的形态特征和设计尺寸,结合纳秒激光技术的原理和特点对激光加工参数进行优化,实现了仿鱼鳞表面微结构的制备。试验表明,激光功率、扫描速度和扫描次数均会影响微结构的形貌尺寸,优化后的激光加工参数为:激光功率为10W,扫描速度为200mm/s,扫描次数为12次。其次,纳秒激光制备的仿鱼鳞表面呈现由超亲水到超疏水的时效性,加热处理改变了微结构表面非极性碳层沉积实现表面润湿性的调控,仿鱼鳞表面疏水性随加热时间的增加而增强;氟硅烷修饰降低了样件表面的自由能,减小了表面对水滴的黏附作用;通过调控微结构的间距实现接触面积的改变,微结构间距越大,接触面积越小。最后,探究了仿鱼鳞表面的微结构、润湿性、黏附性、接触面积、法向压力和滑动速度对冰摩擦系数的影响规律。结果表明,仿鱼鳞表面由于其独特的微结构减小了滑动过程中水膜的剪切力,相较光滑表面具有一定减摩效果;润湿性和黏附性的变化会影响水膜形态从而改善冰摩擦性能;随着接触面积的增加,冰摩擦阻力和摩擦系数逐渐增加;法向压力和滑动速度的增大加快了水膜生成速度使水膜不断增厚,产生一定润滑作用,致使冰摩擦系数降低。