自然界中的神奇现象给科学研究许多启示,如“莲花效应”是由于叶子表面的超疏水性,而荷叶上特殊的微纳级突起被认为与其超疏水特性密切相关,壁虎能够自由在天花板上行走是由于脚底超强的粘附力,而其脚底极细小的刚毛与其特殊的粘附特性直接相关。随着纳米机械的发展,润湿和粘附不可避免地影响到微纳器件的设计制造及其工作性能,研究表面微结构对表面润湿性和粘附性的影响,有助于提高人们对润湿和粘附原理的理解,对纳米机械制造具有一定的指导意义。本文采用分子动力学的方法建立了硅表面润湿模型,采用条纹状、网格状和凸台状3种不同的表面微结构,探讨了水滴在表面上的扩散方向问题,以及微结构尺寸对表面润湿性的影响。研究结果表明,表面微结构宽度存在临界宽度值,当微结构宽度小于临界宽度时表面表现为疏水性,反之,亲水性增强;在疏水性表面上,水的铺展性表现为各向同性,水滴稳定后俯视图近似为圆形,在亲水性表面,水的铺展性表现为各向异性,表面微结构形状不同,水滴稳定后呈现不同的特殊形状。本文还用分子动力学方法建立了探针与基底表面的粘附力测量模型,采用润湿模型中的3种表面微结构,探讨了表面微结构的尺寸和形状以及表面水膜对表面粘附性的影响。研究结果表明,表面微结构主要减小了最大粘附力,微结构形状和尺寸对最大粘附力都有影响,其中凸台状微结构尺寸变化对最大粘附力影响最为明显。表面水膜的存在将显著降低最大粘附力。本文研究了不同尺寸、不同形状表面微结构条件下的表面润湿特性和表面粘附特性,并探索了其现象产生的机理,所做研究对改善纳米机械生产制造中的润湿和粘附问题提供了理论依据。