水的蒸发作为植物学和农业、生态学上重要的研究对象，受到了广泛的研究关注。人们已经可以用基于空气动力学和热力学的方法来从理论上描述常温下不同环境中的水体蒸发的规律;也通过实验的方法给出了不同的环境和条件下水体蒸发的经验性的描述。这些方法和理论对宏观的的蒸发已经有很好的描述。但是由于受到实验手段的限制，微观环境下的水的蒸发性质仍然有待得到深入和全面的研究。虽然水在日常生活中是常见的物质，但是人们发现其实它具有非常奇特的还不为前人所知的特性。特别是随着显微技术的进步和对生物体，特别是细胞研究的不断深入，水在微观环境中所表现出来的特异性质和呈现的特殊结构叫人们不得不把这些微观环境下的水当作一个新的对象进行研究。更有甚者，基于微观环境下的水分子对生物大分子功能的重要影响，有些学者建议可以将水分子当作一种生物分子来对待。　　 微观环境下的水，特别是和生物大分子有关的水，主要是以“受限水”的形式呈现的。受限水是临近一个固体表面的超薄的水分子层，它存在于大分子的间隙之间或者表面之上。由于它和大分子的距离非常小，所以它的结构特性受到大分子表面很大的影响。除此之外，在一些人工合成的或者是天然存在的表面上（如石英，云母或者自组装分子单层），水分子的结构也受到表面很大的影响，也是受限水存在的方式。以这种状态存在的水分子的蒸发特性，必然也由于临近的固体表面的存在而与在宏观水的蒸发特性有所不同。　　 虽然有一些工作已经在致力于材料表面超薄水层的蒸发的研究，但是这些研究还是受到了两个条件的限制:其一是在在实验室的条件下，很难观察到吸附在材料上的第一层水分子的蒸发;其二是虽然目前已经有了可以由人工合成的特殊表面，但是事实上要得到润湿性是连续变化的一组表面，难度比较高。　　 本文基于润湿性性连续可调的模型表面，采用分子动力学模拟的研究方式，对材料表面上的单层水分子的蒸发特性进行了研究。我们发现吸附在表面上的单层水分子的结构方式仍然具有一些宏观水的特征。在一个润湿性比较低的表面上，单层水分子仍然会聚集在一起形成一个类似于球冠的液滴;而在一个润湿性较高的表面上，水分子才会铺展开来形成一个单层。我们发现和直观的概念“亲水界面易吸引水分子，疏水界面不易吸引水分子”不同的是，少量水分子聚集起来的几何形状对它的蒸发有很大的影响。分子动力学模拟的结果告诉我们水分子的蒸发速度不是随着表面的润湿性增加而单调变化的，而是一个先增加后减少的过程。单层水蒸发最快的表面既不是润湿性极低的表面，也不是润湿性极高的表面，而是介于其间的一个具有中等润湿性的固体表面。　　 这个现象反应出来这些水分子的蒸发在不同的固体表面上受到不同的因素的主要影响。在润湿性较低的表面上，主要影响水蒸发的是水分子所形成的液滴的形状，这是和几何相关的几何因素;但是在润湿性较高的表面上，主要影响水蒸发的是表面对水分子所提供的吸引，也就是和吸引能相关的因素。正因为这两个因素相互竞争，在不同属性的表面上就有不同的因素发挥主要作用，所以少量水分子的蒸发速度随着衬底亲疏水性的变化才会呈现出非单调的特性。　　 同时我们也发现单层水分子的蒸发还受到固体表面上的电偶极长度的影响，在电偶极长度小于0.28nm的固体表面上，单层水分子的蒸发不会受到表面电荷量的影响;在电偶极长度介于0.28nm和0.84nm之间的表面上，单层水分子的蒸发能够表现出非单调行的变化;而到了电偶极的长度大于0.84nm以后，单层水分子的蒸发则只能随着固体表面电荷的增加单调递增。