利用仿生复合湿润性表面形成的表面张力梯度和仿生梯度结构产生的拉普拉斯压力差的耦合作用进行自发集水,在制备集水装置方面具有广阔的应用前景,对缓解水资源短缺具有重要意义。目前基于复合湿润性仿生梯度结构表面的集水策略存在单元面积小、仿生梯度结构受曲率限制无法大面积应用,具有较弱的自驱能力等问题。针对这些问题,本文提出“分区集液-多段运输”的集水策略,通过激光二次刻蚀制备超疏水-超亲水仿生耦合梯度结构表面,将大表面的液滴分区收集并经多段搭接梯度通道运输集中,开展其集水特性的相关研究,主要工作如下:1.针对超疏水-超亲水复合湿润性表面的制备,开展激光工艺探究。首先建立超疏水微结构模型进行理论分析,其次结合湿润性和激光烧蚀理论,探究飞秒激光加工超疏水表面工艺;最后利用纳秒激光的高热特性去除超疏水改性层的同时制备超亲水仿生梯度结构,为后续实验提供工艺基础。2.针对具有曲率梯度变化的仿生三角形状结构对液滴具有自驱作用的现象,为实现液滴的高效定向收集,探究这种梯度结构对液滴运动的影响机制。在冷凝实验和受力分析的基础上分析梯度结构参数（角度和长度）对集水性能的影响机制,并且利用线型通道可大面积覆盖的特点,探究两种通道的耦合方式对其增益作用,得出间距为300μm和成15°分布的网状线型通道具有最佳增益。3.针对仿生梯度结构曲率半径过大即会丧失驱动力的问题,提出可提供连续驱动力的梯度搭接结构。探究不同搭接率对液滴自驱性能的影响并设计不同搭接长度和方向的通道,验证了搭接结构的液滴定向运输特性;在以上研究基础上,设计仿生耦合集水图案化结构并分析了集水机理,结果表明,在重力方向上的集水效率比常规超亲水和超疏水表面分别提高了242.9%和125.9%,同时“分区集液-多段运输”集水体系在大尺度表面也表现出稳定性。