摘要：自然界中的微纳复合结构超疏水表面由于其独特的润湿性质引起了人们的广泛关注,大量实验研究表明了仿生人工微纳复合结构表面润湿性能的优越性,然而液滴在微纳复合结构表面的润湿状态和转型过程的理论研究还并不完善.本文首先用热力学方法分析了液滴在微纳复合结构表面可能存在的所有状态（四种稳定润湿状态和五种亚稳态到稳定态转型中的过渡态）,推导出了相应的能量表达式及表观接触角方程;基于最小能量原理,确定液滴在微纳复合结构表面的稳定状态,较以往模型相比,能够更好的预测已有的实验结果;其次研究了微纳结构尺寸对稳定润湿状态和亚稳态到稳定态转型过程的影响;最后提出了微纳复合结构表面设计原则,即确定＂超疏水稳定区＂尺寸范围,为超疏水表面的制备提供理论依据.

关键词：微纳复合结构表面 润湿状态 能量势垒 超疏水稳定性 

单位：浙江工业大学机械工程学院 特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室 杭州310014