中文摘要：

超疏水表面有望成为实现高效滴状冷凝的理想表面。本项目采用微机械加工和两步化学刻蚀法在硅、不锈钢和铝表面上制备了微米单结构及微纳二级结构超疏水表面。环境扫描电镜内进行的冷凝实验表明，微纳二级结构表面上的冷凝液滴行为非常不同于光滑表面和微米单结构表面初始冷凝液滴出现的早而多、液滴长大快速、合并更容易、更频繁；每个液滴呈球形而占表面面积小；较大液滴通过不断吸纳周边微小液滴而快速长大；10微米以上液滴合并后即可从Wenzel态转型为Cassie态；10-100微米的液滴合并后易于弹跳离开表面；表面上最大液滴尺度在300微米左右，并且这些液滴也易于滚动而离开表面；冷凝液产生速率明显高于光滑表面，大大强化了滴状冷凝传热。此外，首次提出超疏水表面上的冷凝液滴是通过缩小底半径而实现Wenzel态向Cassie态转型的；首次从理论上合理的解释了冷凝液滴合并后能够自发弹跳的机理并建立了数学模型进行了定量计算，并进行了实验验证；最后对倾斜表面上液滴受到的推动力和阻力、变形和临界移动条件等进行了理论和实验研究。以上成果处于国际领先或先进水平，为设计适宜微纳尺度和结构的超疏水表面并实现高效滴状冷凝奠定了基础。