中文摘要：

在纳米尺度下，经典毛细作用理论中的基本假设（界面层厚度以及三相交界处的线张力可忽略）不再适用，因此，经典的三大基本方程（接触角的Young氏方程、弯曲表面附加压强的Laplace方程、曲面上蒸汽压的Kelvin方程）以致整个经典理论都需要重新修正。本项目将对经典的三大基本方程进行修正，建立把表面层非零厚度与（有限粗）线张力概念结合在一起考虑（包括界面层与内部几乎不可分的情况）的基本方程和理论，并弄清它们的应用范围。选择若干"分子吸管"或"纳米试管"，用所得理论并结合MD或ab initio MD来对它们作为"分子吸管"或"纳米试管"的性能作深入的研究。这将建立起"纳米尺度毛细作用学"的基本理论，为人类正确认识纳米世界提供有力的工具，并起到促进纳米科技发展的作用。

结论摘要：

把维里定理的表示式进行了分解，分析了不同尺度下各项的贡献，进行了分子动力学验证。这对于计算选项的最优化有意义。给出了宏观接触角的杨方程的适用条件；改进了朱如曾1995年提出的纳覌接触角计算公式。纠正了文献中忽视线张力影响的错误以及认为液滴变形造成线张力变化会导致接触角测量不准确。对碳、硫、硒在碳纳米管（"分子吸管"）中填充行为的第一原理方法研究，表明管径有影响,而超过3.6埃的长度几乎无影响。这些结论基本符合实验事实，对碳纳米管的应用有意义。作出了平面（液体固体极化率之比－管径）上的等接触角曲线，清楚地显示出润湿、不润湿和完全展开区，证明对所有液体，润湿的最小管径有非零下界，并与实验结果定性一致。证明Zismand关于接触角的著名经验公式是杨氏公式在润湿区的线性近似。这些结果对碳纳米管的应用有意义。指出并分析了文献中计算托尔曼长度的一种方法及得到结果的正负号的错误。在连续介质模型下，证明了托尔曼长度的符号是正的。对圆柱形氩液柱的分子动力学模拟支持了吉布斯张力面上拉普拉斯附加压强公式在纳米尺度下的适用性。纠正了文献中拉普拉斯公式的吉布斯自由能证明的错误，给出了正确的证明方法。