仿生制备具有特殊结构的微纳材料对于开发新型功能材料具有重要的指导意义。本文受自然界一些纤维材料的启发,制备了一系列具有特殊结构的纤维材料,并对其性能进行了探讨研究。具体研究结果如下:　　 1.受蜘蛛丝定向集水现象的启发,制备了智能响应的、类蜘蛛丝结构的TiO2纤维。通过控制这种TiO2纤维表面微纳结构和外界响应性刺激(如紫外光照和超声波处理等)手段,来实现对纤维表面浸润性的调控,从而控制水滴在其上的运动行为。研究表明,对于表面光滑的类蜘蛛丝TiO2纤维,表面浸润性的改变不会影响水滴在其上的定向运动行为;对于表面粗糙的类蜘蛛丝TiO2纤维,表面浸润性会改变水滴在其上的运动行为。具体表现为,当纤维表面为亲水状态时,水滴会在其上连续不断地定向运动;而纤维表面为疏水状态时,水滴会在其上发生粘附。并且,通过控制外界刺激,可以成功实现这两种表面的智能转换,从而控制水滴在其上的行为。本研究有期望应用于非接触式智能控制体系。　　 2.利用具有核壳结构的类蜘蛛丝纤维特有的几何构型和异质界面,可以控制断裂模式。研究表明,断裂模式与核壳材料性质、几何结构以及界面密切相关。即,我们可以通过选择材料、设计几何结构和界面等手段来控制导断裂模式。本研究首次成功控制了三维空间地断裂。这一发现,不仅有助于我们更深入理解断裂现象或断裂理论,更启示我们如何利用或引导断裂。本研究重点探讨了异质界面和几何结构与材料断裂模式的关系,不仅深化了我们对断裂的认识,而且为微纳尺度的材料加工和器件设计开辟了新的思路。　　 3.利用相分离电纺法制备具有复合结构的聚合物纤维。该法利用不互溶聚合物相分离特点,采用传统的单通道喷头设计,通过简单控制不互溶聚合物的比例,即可得到具有不同的微结构的复合纤维。研究表明,与单相纤维相比,这些复合结构纤维具有更好的力学性能,且纤维力学性能与其内部复合结构具有密切的关系。当除去复合纤维中的其中一相后,可以得到多孔、莲藕、异形截面等性质的纤维。这种相分离电纺法简单高效,不仅成功制备了多种具有复杂精细结构的纤维,还可以为功能型材料的设计提供借鉴。