纳米尺度下的界面水及其对浸润性质的影响，是最近研究的一个热点课题。研究表明，被约束在界面上的水分子展现出了许多与宏观不一样的特殊行为。疏水表面会破坏其附近的水分子氢键网络，促使水分子重排。更有趣的是，在强疏水性的溶质周围会存在一个排空层，当两个这样的疏水表面相互靠近，当它们之间的距离小于某个临界距离时，它们之间的水分子会被排开。虽然这种转变发生在微观尺度，但它类似于液/气一级相变。这种自发的去浸润相变为疏水平面间的疏水崩塌提供了非常强的驱动力。发生在纳米尺度下的这些有趣现象的发现，以及它们背后的分子机制的研究，对人们理解许多重要的物理化学过程非常重要，也有助于对某些生物体系的结构和功能的理解。　　 有机小分子助溶剂的添加可能会极大地改变水溶液中的亲疏水相互作用，从而影响蛋白质的热稳定性和溶解性。但是，助溶剂分子是如何影响亲疏水相互作用的这个微观机制一直是蛋白化学领域的基本问题之一，并且存在一些争论。因此，研究助溶剂分子对去浸润相变的影响，对理解助溶剂分子引起蛋白变性或者保护蛋白结构的微观机制提供帮助。虽然乙醇分子对受限的纳米孔穴具有显著的影响，但是，实验上很难观察到乙醇分子在这些纳米孔穴中的分子尺度的行为。乙醇分子对疏水效应的影响，特别是对纳米尺度下的两个疏水板间的去湿润相变的影响，人们对此还认识的不够全备。　　 本文首先用分子动力学模拟方法研究了低浓度乙醇溶液中两个正方形疏水板(2.32×2.32nm2)之间的去浸润相变。我们观察到少量乙醇分子的添加能够促进两个疏水板之间去浸润现象的发生。分析表明，乙醇分子倾向位于气液和固液界面，这可以减小界面能，但是气液界面界面能的减小量比固液界面的减小量大，这样，界面能的改变倾向于气相，使得去浸润的临界增大。此研究结果对于更好地理解助溶剂溶液在纳米空隙中的去浸润相变是有帮助的。　　 第二，在此基础上，我们又运用分子动力学模拟方法系统地研究了两个疏水板之间质量分数从25％到90％乙醇水溶液（中高浓度）的去湿润相变。虽然在纯乙醇中没有观察到去湿润相变的出现，但是在纯水、混合溶液中均发现了去湿润相变。此外，我们还发现当乙醇浓度从25％增大到90％时，临界距离几乎保持不变。乙醇和水分子协同地进入或离开板间区域，这主要归因于乙醇和水分子之间形成的氢键。　　 第三，同纯疏水系统相比，生物蛋白的情况会复杂地多，因其有静电力作用在水分子上。因此，我们运用分子动力学模拟了浸于纯水和低浓度乙醇水溶液中蜂毒素四聚体受限空穴中的去浸润相变。结果表明，无论在纯水中还是在乙醇水溶液中，四聚体纳米受限区域中均有明显的去浸润相变产生，并且在乙醇水溶液中去湿润相变则更明显。　　 以上三部分的模拟结果是对宏观理论Dc∝-cosθc的一个很大的挑战，虽然这个理论可以很好地运用于纳米尺度的纯水中。期待我们的研究结果能拓宽对去浸润现象的助溶剂效应的了解。　　 第四，为了理解纳米膜的厚度对界面水的影响，我们用分子动力学模拟的方法研究了吸附在离子模型表面上厚的纳米水层中水分子的有序结构以及动力学性质。我们发现水分子在固液表面形成一层致密的分子层。这层水分子的羟基具有很高的垂直表面向下的概率，也有一个较高的概率垂直表面向上。这层水分子主要和本层内的水分子形成氢键，但是也可以与后续水层形成氢键。特别的是，在薄的纳米水膜中发现的二维氢键网络被破坏，主要是因为吸附在离子模型表面的氧原子受到后续水层的影响而变得不稳定。