微/纳机电系统(MEMS/NEMS)的冷却问题大多与液滴的润湿行为有关。受自然界中超疏水现象的启发,纳米粗糙结构对液滴润湿行为的影响成为仿生学、微机电系统、表面化学、原子物理和纳米材料等众多学科的研究热点。从理论上讲,液滴的润湿行为可以采用实验测定和计算机模拟计算等方法确定。对于纳米液滴而言,润湿行为的实验测定比较困难。计算机技术的迅猛发展使应用分子动力学模拟技术计算纳米液滴的润湿行为成为可能。本文采用分子动力学模拟(Molecular Dynamics, MD)的方法,利用LAMMPS (Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator)软件模拟光滑壁面及不同形貌的粗糙壁面上纳米水滴的润湿行为,并且对固着纳米水滴的接触角滞后现象作了研究。分子动力学模拟结果表明,随着壁面作用势能减小,接触角线性增大。当壁面作用势能为1.674 kJ/mol时,接触角约为90°。随着温度的提高,汽-液界面厚度逐渐增大。对于疏水壁面,接触角随温度的提高而逐渐增大；对于中性壁面,温度对接触角影响不大；对于亲水壁面,接触角随温度的提高而逐渐减小。当壁面粗糙度相同时,液滴在栏栅形粗糙壁面与在方柱矩阵形粗糙壁面上的接触角相差不大。对于疏水壁面,随着壁面粗糙度增大,当θc>θw,θt>θo时,液滴处于不稳定的Cassie接触状态;当θc=θw,θt=θo时,液滴处于临界接触状态；当θc<θw,θt<θo时,液滴处于稳定的Cassie接触状态。随着相面积分数增大,液滴从Wenzel接触状态逐渐变为Cassie接触状态。对于中性壁面,接触角随壁面粗糙度及相面积分数的增大无明显变化。对于亲水壁面,粗糙度越大相面积分数越大越亲水。水滴的滞后接触角随着壁面作用势能的增大逐渐增大。对于粗糙壁面,增加粗糙度会使滞后角增大。方柱阵列形疏水壁面比栏栅形疏水壁面对液滴的固着作用力更大,导致液滴在方柱形疏水壁面上的接触角滞后更明显。