自然界中广泛存在着特种功能表面,数万年来的进化,物竞天择造就了植物、动物呈现出从超亲水到超疏水的表面浸润现象。润湿性决定了液体在表面的吸附、铺展、渗透及亲疏能力,在众多应用中起着关键作用。目前接触角测试成为了最方便、准确获取表面的润湿性的技术和方法。接触角是在固、液、气三相交界处,自固—液界而经液体内部到气—液界而的夹角,以θ表示。接触角的大小是判断润湿性好坏的重要标准。习惯上将θ=90° 定为润湿与否的界线,θ<90。为润湿,θ>90° 为不润湿。由于润湿现象是固体的表面结构与性质、液体的表面与界面性质以及固一液两相分子间相互作用等微观特性的宏观表现,因此人们对固体表面润湿性的理论和应用都进行了深入的研究。接触角的测量方法有多种,而且在不断的完善,其中测角法由于对样品尺寸要求不大,对样品表面污染小,适用于各类液体的测试,同时该方法操作简单,获得数据方便快捷,已经成为了目前最为广泛的表征手段。但是该方法测量结果受操作者影响很大,在表征表面前进角和后退角时,由于针头改变气泡原有形状对测量结果带来了干扰,这些问题一直困扰着研究者,目前还没有有效的方法能够在不破坏表面的前提下解决这一问题。人们利用接触角测试技术深入的研究了表面的化学组成、微纳结构和环境因素对固体表面润湿性的影响。但是,压力对表面润湿性影响的研究还处于起步阶段,而且这些研究主要针对微米结构尺度的表面进行实验和讨论,针对纳米尺度表面的研究还很少。本论文主要设计了控温湿度和压力条件下同步测试表面接触角、前进角和后退角的实验装置,通过改变体系压力提出了一种表征固体表面接触角和滞后角的测试方法、讨论了俘虏气泡法在高分子材料表面能表征中的应用、研究压力条件对不同化学组成纳米尺度表面的影响情况。论文的主要研究成果和创新点如下：(1)自主设计了一种提供的控温、控湿、控压条件下测量液滴接触角、滚动角、前进角、后退角的装置,可以实现试样盒内温度在-20℃～+200℃范围、湿度在0%-100%范围、压力在10-6Pa～8.5MPa范围的精确控制,本装置设计中加入了低温下防止玻璃窗口表面凝雾的装置,即使在-20℃下也能保证光学石英玻璃表面不凝水雾。采用的高速摄像机最快速度可达140万帧／秒,能够实时跟踪低温下水滴在超疏水表面的结冰过程或者水滴在超疏水表面的弹跳、粘弹过程。(2)提出了一种接触角测试方法,通过控制环境室中的压力改变气泡体积,从而实现前进角和后退角的精确测试。新方法消除了传统方法中针头的外力作用使气泡形状发生扭曲的局限性,文中从该方法的测量精度、相对误差以及应用范围等三个方面展开了讨论,为今后表征表面润湿性提供了一种更加可靠和高度可重复的测试方法。(3)将上述接触角测试方法应用在固体表面能测试中,采用常见高分子表面为测试对象包括聚甲基丙烯酸甲酯平板(PMMA)、聚丙烯平板(PP)、聚乙烯平板(PE)。对比了乙二醇、丙三醇、二碘甲烷、去离子水和环己烷进行表面能测试的结果,证实了该方法可以使用挥发性液体作为测试液体的优势,并详细讨论Owens-Wendt-Kaelble法和Lifshitz-vanderWaals acid-base法在数据分析处理过程中的适用条件,为今后固体表面能测试和分析方法选择上提供了理论依据。(4)利用阳极电解技术,成功制备了不同纳米孔径的阳极氧化铝板,并分别用低表面能的PFO和高表面能的APTS对表面进行化学修饰,系统地研究了静态、动态冲击压力下纳米孔状结构润湿状态的转变,揭示了纳米尺度孔状结构润湿状态在不同压力条件下的不稳定性和状态转变的不可逆性,同时验证了亲水表面润湿状态的转变的自发性,并指出了纳米尺度下表面润湿性完全转变的临界压力与微米尺度下的区别。