湿空气经过冷表面时，空气中的水蒸汽在冷表面上冷凝成微小的液滴。这些微小的液滴附着在表面上会降低冷表面的传热效率，增加能耗;降低表面的透光率，产生雾化。如果冷凝水滴附着在温室的表面还会降低温室的透光性，影响温室内植物的生长，限制农作物的产量。当表面温度低于水的冰点，附着在冷表面上的微小冷凝水滴会凝固成冰并进一步诱导冰/霜生长，导致能源浪费和安全隐患。因此，快速移除表面上微小的冷凝水滴对于提高制冷设备的运行效率、节省能源、集水、防雾/冰以及促进农作物生长等具有重要的意义。超疏水材料由于其优异的超疏水低粘附特性成为表面抗凝露以及实现冷凝水滴自移除的潜在选择。但是，绝大多数超疏水材料只是在室温条件下对大水滴有超疏水低粘附特性，而对冷凝产生的微米尺度的水滴则失去超疏水特性。因此，设计制备超疏冷凝水的材料，快速高效的移除表面上的冷凝水滴仍然是一大挑战。　　 基于快速移除冷表面上的冷凝水滴的重要性与存在的问题，本论文针对表面上冷凝水的形成与移除这一问题展开研究，通过调控材料表面物理结构和化学组成），实现冷凝水滴的高效自移除。主要工作如下:　　 第一，利用金属铝与热水的反应，我们在铝表面上构筑了具有多级纳米多孔结构的表面。经过疏水化处理后，这些铝片具有超疏冷凝水特性。随着表面纳米孔结构的变化，这些铝表面对冷凝水滴具有不同的粘附功，并影响冷凝水滴的自移除:表面对冷凝水滴的粘附功越小，冷凝水滴越容易自移除，自移除的效率越高;表面对冷凝水滴的粘附功增加，合并自移除的水滴的尺寸比接近1∶1，即只有尺寸相近的冷凝水滴合并后才能自移除，冷凝水滴的自移除效率低。我们还进一步从理论上证实了表面粘附功对水滴自移除的影响。　　 第二，实现水蒸汽的快速成核与生长、控制冷凝水滴的合并是提高冷凝水滴自移除效率的有效方法。基于表面结构与化学组成设计，我们制备了超疏水/亲水复合表面。这种表面具有微纳复合多孔结构和亲水修饰后的阵列微孔结构。利用微孔底部修饰的亲水聚合物加快水蒸汽的成核与冷凝水滴的生长;阵列的微孔结构控制冷凝水滴的位置与冷凝水滴之间的距离，实现冷凝水滴的可控合并;表面上的微纳复合多孔结构降低冷凝水滴与表面的接触面积，有利于冷凝水滴的自移除。表面结构与化学组成的协同作用实现了冷凝水滴的高效自移除。