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在应用化学和工程应用领域提高使用效率的需求下，设备的小型化已经成为一种常见的趋势。越来越多的芯片实验室系统被开发，化学试剂倾向于以液滴的形式进行处理。电场作为一种力场是调控生物分析时芯片中液滴运动的一种有效技术。而芯片系统及技术也面临一些困扰。尽管目前用于产生液滴的微型设备效率很高，由于装置受限的几何形状，要以相当高效的方式来精确的重复产生体积微小的液滴，仍然面临高流动阻力和管道堵塞等问题。在生物分析芯片技术及电泳分析技术中，蛋白等分子容易粘附在芯片或者毛细管的通道内壁，造成通道堵塞，降低分析效果，甚至导致分析失败。因此，深入理解静电对液滴作用的规律及对液体在超浸润表面粘附的影响，对于这些应用领域会带来重要的改变。 本论文将从超浸润性表面的材料制备、调控技术的开发、原理探索等多个层次对液体在固体表面行为的调控进行研究，对静电对液体在超浸润性表面上运动影响行为做了深入理解，通过改变材料的微纳米结构、浸润性等途径实现对液体行为的精确调控。将静电场与浸润性相结合，用以调控液滴的运动行为，成功实现了在二维平面上控制形成一定体积的液滴。针对芯片及电泳技术中蛋白的黏附问题，探讨了超浸润性材料对蛋白黏附现象的影响。具体工作如下: 1.提出了一种利用静电方式在超浸润性表面操控液体的方法。通过施加静电场的方法可以在各种浸润性的基底上实现对液滴行为的操控。不同于传统的在一些亲水或者疏水表面上的研究情况，本论文对在静电场作用下，从超亲水性到超疏水性的基底上的液体行为都做了具体的研究。在静电场作用下，利用同种电荷之间的排斥力，驱动液滴从表面跳起。在仅有静电驱动的作用下，利用超疏水低黏附的基底可以得到微升级别的液滴的发射。即使对于过冷状态的微升体积液滴，在几十毫秒的时间内就可以驱离，这一时间短于过冷水结冰的时间。进一步地可以通过调节液滴在静电场中所处的相对位置来控制液滴弹道发射的方向。我们的研究提供了一种在静电场中调控液滴弹道发射的简便方法，是一种在各种应用中能高效进行液滴驱离的技术。 2.通过对流体在浸润性边界上运动行为的系统研究，综合考察了固体表面浸润性边界，表面结构的各向异性，液流的速度等多项因素对液滴发射的影响。受到液滴在竹叶表面运动行为的启发，液滴在从叶柄到叶尖和从叶尖到叶柄两个方向运动速度存在差异，开发了一种各向异性棘齿结构调节液滴发射的装置，发射装置的基底由3D打印的超疏水棘齿和亲水条带组成。亲水条带作为粘附区域用于储存液体。当水流从亲水区域到达超疏水区域时，在浸润性边界产生液桥，液桥分裂产生的液滴体积受到超疏水棘齿倾斜角度和基底倾斜角度的影响。这种可以控制发射液滴尺寸和发射周期的方法，在开放微流体领域中高度单分散和灵活的液滴产生技术中有重要应用。 3.在生物分析芯片技术及电泳分析技术中，蛋白等分子容易粘附在芯片或者毛细管的通道内壁。将超双亲涂层修饰到石英表面及毛细管内壁，与未修饰的石英基底相比，它表现出了低蛋白吸附的性质。静电场环境下，在水溶液的冲洗和稳定过程中，水会牢固地在超双亲涂层的纳米空隙中浸润，从而在涂层表面形成一层牢固致密的水膜。在利用毛细管电泳进行蛋白样品分析的过程中，当蛋白分子靠近毛细管壁时，致密水膜的水分子不容易被蛋白分子排开，这阻止了蛋白分子与管壁接触，进而降低了蛋白分子在管内壁的粘附。理论计算和蛋白吸附实验都证明了超双亲的纳米二氧化钛/二氧化硅涂层的低蛋白吸附行为。这种超双亲涂层的创新应用在芯片分析及毛细管电泳分析等领域有重要作用。