碳纳米管阵列（VACNTs）以其优异的力学、电学、热学性能以及对极端环境的适应性,成为仿壁虎干黏附极具潜力的材料,在爬壁机器人领域体现出重要的应用价值。本文针对目前VACNTs可控制备存在的问题,设计了具有不同缓冲层和催化剂厚度的生长基底,并调节了化学气相沉积工艺过程中的氢气预处理时间,氢气浓度,沉积时间和反应压力等,以探究这些因素对制备的VACNTs的形貌结构、缺陷程度、纯度质量及黏附性能的影响,为实现其可控制备建立方法和理解上的基础。本文的主要成果和结论如下:1.支撑层和催化剂层的厚度对VACNTs的生长状况有显著的影响。Fe层的厚度直接决定形成的催化剂Fe颗粒的分布状况,进一步影响以此为模板生长的VACNTs的形貌结构。多孔结构的Al₂O₃使还原后的Fe进入其空隙分散成均匀分布的颗粒,过厚的Al₂O₃层增大了Fe颗粒的扩散损耗。而比Al₂O₃层更加致密的SiO₂层有效阻断了Fe颗粒的扩散损耗。2.通过调节预处理阶段和沉积阶段的氢气浓度,可以控制VACNTs的生长速率实现快速生长。AFM观察表明,预处理阶段适宜浓度的氢气将催化剂Fe膜还原到具有催化活性的金属状态并形成均匀分布的Fe颗粒。实验中以SiO₂/Al₂O₃/Fe=300nm/15nm/1nm的生长基底,在25%的氢气浓度下制备的VACNTs高度达到949μm,生长速率为23.72μm/min。拉曼光谱表明,该条件下生长的VACNTs呈现较高的石墨化结晶程度,具有相对最佳的纯度和质量。3.本文提出了反应气氛中氢气浓度对VACNTs黏附性能的影响机理:当氢气比例过低（0%⁵%）时,VACNTs生长高度较低,不足以适应目标表面形成大面积的线接触。而当氢气比例过高（25%³5%）时,多余的氢气改变了催化剂的晶相,从具有催化活性的FeC₃转变为体心立方（BCC）Fe,使生长的VACNTs缺陷程度更高而石墨化结晶程度较差。实验中以SiO₂/Al₂O₃/Fe=300nm/20nm/2nm的生长基底,在15%的氢气浓度下制备的VACNTs在黏附测试中表现出优良的黏附性能,宏观切向黏附力达到32N/cm2,是壁虎脚掌的3.2倍。