表面界面问题是物理、化学、生物、材料等许多学科研究的基础性问题,在诸多生产实践中发挥着重要的作用,其中固液界面和液液界面问题更是由于其本身的复杂性和应用的普遍性,一直受到研究者的广泛关注。其中固液界面的润湿性研究是固液界面问题一大研究重点,通过调控固体表面的微观结构来得到所期望的润湿性,这为功能材料的设计制造提供了理论依据,例如根据仿生学原理,在材料表面设计构建所需的微纳米结构,可以得到超疏水的自清洁表面。相对于处于研究焦点的材料的润湿性问题,液滴在固体表面表现出的润湿态的相关研究相对较少,而不同的润湿态对实际润湿效果影响很大。当表观接触角大小相近时,处于Cassie润湿态下的液滴比Wenzel润湿态的液滴具有更小的固液接触面积,液滴在Cassie润湿态表面上更不易附着。基底的形貌特征变化与外界环境因素都是影响润湿态发生改变的重要因素。尽管目前已经知道,通过改变固体表面的粗糙度可以使得液滴的润湿态发生转变,但粗糙度与润湿态之间的具体的内在联系,以及其中蕴含的内在机理仍有待进一步探索。液滴撞击融合问题同样是一个液液界面问题中的一个关注焦点。液滴撞击在各种流体中都极为常见,从自然界中降雨降雪的气象变化到发动机中喷雾技术都与液滴撞击密切相关。对比宏观的撞击融合过程,微观尺度下的液滴撞击有许多奇特的现象有待研究,而对于液态金属的相关研究更显得尤为匮乏。液态金属在先进制造技术、柔性设备、生物医疗等诸多领域有着广阔的应用前景,因此对于液态金属的润湿融合问题也越来越成为研究者关注的重点。考虑到液态金属一般都在高温下存在,相关研究的进行可能受到实验条件的限制,而计算模拟方法为探索液态金属的表面界面问题提供了可能。本文通过分子动力学模拟对金属纳米液滴的表面界面问题进行了探索,主要关注固体表面粗糙度对液滴润湿态转变过程的影响,以及液滴在不同条件下的撞击融合行为,其中被撞击后液面的形态演变和液体混合情况是模拟过程关注的重点,为理想润湿性材料制造、液滴撞击行为调控提供了新的参考思路,对实际工业生产实践提供了理论指导。主要的研究成果如下:（1）研究了液态金属镓在具有不同形貌的基底上的润湿态转变过程。镓液滴在碳纳米表面上的润湿态可通过对基底的设计改造来进行调控,通过在石墨烯基底上修饰不同高度和排布间距的碳纳米管,改变基底的形貌和粗糙度,发现液滴的润湿态会随着粗糙度的改变呈现规律性变化。当表面粗糙度增加时,镓液滴可以进行不同润湿态之间的转变,即从Wenzel润湿态转换成Cassie润湿态。在本次模拟过程中,当表面粗糙度数值大于1.8时,液滴位于碳纳米管的顶端,会处于Cassie润湿态;而当粗糙度小于1.6时,液滴会完全浸润基底表面,填充碳纳米管之间的空隙,此时为Wenzel润湿态。在基底上修饰高低错落的碳纳米管会进一步影响液滴的润湿行为。润湿态转变的能垒与粗糙度有关,粗糙度增大导致发生Cassie-Wenzel转变的能垒增加,液滴倾向于稳定在Cassie润湿态。同时发现固液界面张力也会随着粗糙度发生变化,在润湿态转变时界面张力发生突变。对比实际润湿面积比值与Ga-C相互作用能曲线,二者吻合良好,由此提出了润湿投影面积模型来解释润湿态转变现象。同时还发现了润湿过程中液滴的旋转现象,并从能量不均匀的角度进行了解释。（2）研究金属液滴铝撞击同种成分厚液膜过程中液面形态演变以及液滴与液膜原子的混合情况。发现液滴撞击速度和液体的温度同时影响撞击融合过程,且二者的影响机制存在差异。通过对液滴撞击前后进行能量分析,可计算出液滴出现撞击后反弹的临界韦伯数和反弹速度。不同的液体温度对应着不同的临界撞击速度,当温度升高时,液滴的临界反弹速度减小。速度大于临界反弹速度后,液滴会与厚液膜融合,随着速度增加,液面形态分别为“平缓融合”、“变形”和“包覆”。由于液膜的变形程度增加,液滴与液膜的接触面积增大,原子混合程度也随之增加。温度对原子混合程度的影响主要体现在高温下液体的空位增加,更多的液滴原子可以迅速进入液膜原子的间隙,从而增加混合比,在宏观上表现为高温液体具有更大的流动性。