自然界许多生物体由于生存的需要表面具有特殊的功能。这些生物体表面普遍具有微米/纳米复合的多尺度结构。本论文从气/液/固三相界面的角度探索多尺度结构的生物体表面产生特殊功能的原因。　　 首先，建立了内视法和外视法相结合的微尺度气/液/固三相界面研究的方法和体系。一是以磁驱动轻敲模式原子力显微镜为基础，发展了“水滴内视法”对生物体表面三相界面进行直接观察；同时力谱功能对界面进行力学性质表征。二是以环境扫描电子显微镜为基础，配合微注入和微操纵系统对水与生物体表面的接触状态进行“外视法”的表征与研究。　　 然后，对三种超疏水的生物体表面，荷叶、蝴蝶翅膀和水黾腿进行了气/液/固三相界面的研究。直接观察到了三种表面与水接触时依赖于各自表面结构的微米和纳米尺度的气/液界面。并且气/液界面被原子力显微镜力谱所证实。荷叶表面微尺度结构的均匀分布导致了均匀的气/液/固三相界面形式，进而导致了各向同性的浸润性质。蝴蝶翅膀表面的结构具有二维取向性，从而形成了取向性的气/液/固三相界面形式，进一步导致表面各向异性的浸润性。而水黾腿表面具有三维取向性结构，单根刚毛表面又具有取向性的纳米尺度沟槽结构，这种结构导致纳米和微米尺度气/液界面相连通，这种连通的界面状态增加了气/液界面的稳定性，即疏水稳定性，并能使水黾腿容易脱离水面粘附；而水与沟槽棱边接触形成的固/液界面使水黾在水面上行走成为可能。　　 以上三种体系的研究结果表明，表面不同的微尺度结构会导致气/液/固三相界面状态的不同，从而引起表面产生特殊的功能。在此基础上，提出“微尺度构建-气/液/固三相界面-特殊功能”机制的研究体系。