模板引导的毛细力驱动自组装技术逐渐被认为是制造一系列微纳米结构的一种替代方法。毛细力自组装微结构的稳定性取决于结构接触力和支撑力的竞争，接触面积越大，接触力越大。当接触面积大于临界值时，微结构的组装行为不可逆。利用飞秒激光打印具有各向异性的微结构，在不同温度的调控下实现其多方向运动，并借助温度响应水凝胶的反向变形能力，实现了线接触微结构的可逆自组装。此外还探究了该方法在微执行器、微传感器方向的应用。结果表明，通过改变环境的温度能够实现微结构的弯曲变形，且利用飞秒激光双光子加工的灵活性和毛细力驱动的简便性，可以实现可逆变形的微图案以及功能丰富的微传感结构。

基于飞秒激光单脉冲多光子聚合原理加工出了高纵宽比的微柱阵列，将其与毛细力自组装相结合，有效实现了单细胞阵列的原位限域捕获；通过优化激光加工参数，实现了锥状微柱阵列的高效率加工，并研究了不同激光功率下微柱直径随高度的变化规律；通过优化微柱阵列参数，实现了基于毛细力自组装原理的三维图案化微结构阵列的高通量制备。在此基础上，本团队进行了二氧化硅微球、乳腺癌细胞(MCF-7)单细胞阵列的原位限域捕获实验验证。荧光成像及扫描电子显微镜的表征结果显示，所提方法可以简单、高效地实现单细胞阵列的高通量原位捕获。本研究提供了一种简便、高效的单细胞阵列原位捕获方法，有望应用于生物医学领域单细胞尺寸的相关研究上。

采用数值模拟与实验相结合的方法,通过建立激光抛光的二维瞬态模型,模拟了激光抛光过程中材料表面形貌的演变过程。在模拟过程中,采用移动激光束作为热源,通过对实际材料自由表面进行频谱分析,构建了相似的模拟模型表面,耦合激光抛光过程中的流动场和温度场,综合考虑毛细力和热毛细力的共同作用。结果表明:在毛细力和热毛细力的作用下,在被抛光的材料表面,波峰材料流向波谷,填补轮廓凹陷处,使得材料表面达到抛光效果。激光功率和扫描速度会显著影响抛光效果,过小的热输入会导致熔池尺寸过小,没有足够的流动体积,抛光效果差;过大的热输入则会导致熔池持续时间长,增大抛光表面的粗糙度。模拟的表面粗糙度、熔池深度与实验结果相比,误差均在8%以内,具有较高的模拟精度。

将飞秒激光双光子聚合加工技术和毛细力诱导自组装技术相结合实现了各向异性结构和多级结构的制备。首先，使用飞秒激光双光子加工技术加工出微柱阵列，将微柱置于显影液中显影，然后放置在空气中。在显影液蒸发的过程中，微柱结构单元受到毛细力的作用而弯曲实现自组装。通过控制微柱的高度和直径的不一致性实现了两种各向异性结构制备方法，并成功制备了底层微柱直径分别为2 μm和6 μm双层结构。由于毛细力的大小和微柱高度无关，且同样端部变形量下较高微柱的弹性回复力小于较低微柱的弹性回复力，更易发生弯曲; 直径较大的微柱具有更强的抗弯曲能力，从而引导直径较小的微柱向较大的微柱倾斜，藉此制备了各向异性结构。使用毛细力自组装辅助飞秒激光微纳加工可以实现灵活可控的复杂3D结构的加工，并将在生物医药、化学分析、微流体等领域发挥重要作用。

基于液滴的转移方法可实现微操作任务中微对象的拾取, 锥形操作探针则常作为一种毛细力微操作执行工具。主要研究在空气冷凝模式下锥形探针端面的液滴形成。建立了微液滴形成的数学模型, 主要包括初始液滴的形成、液滴的合并和液滴的移动, 研究了影响操作液滴的关键参数, 分析表明: 过冷度决定最小液滴半径。对单液滴的生长机制进行理论分析, 并通过数值求解的方法模拟了锥形操作探针端面的液滴形成。搭建实验测试平台, 实验研究了微尺度下锥形微操作探针端面的液滴形成。实验结果表明: 在空气冷凝模式下, 操作探针端面能够形成微液滴。经过初始液滴的形成, 液滴的合并和移动等过程最终可形成稳定的微液滴, 且不同锥顶角下液滴的形成呈现多样化。

分析了吸附于介质表面的微米颗粒所受的力，并通过理论模型估计了直径为1.5 μm的小球在表面所受到的粘附力为10 -6 N量级。同时利用脉冲激光的光压对吸附于蓝宝石玻璃表面的玻璃小球进行了粘附力的测量。测量结果和理论计算值吻合。在给定实验条件下，粘附力的大小主要是由毛细力决定的。