众所周知，液体在粗糙表面的存在形式(Cassie状态和Wenzel状态以及二者之间不同程度的过渡态)不仅对超疏水性能的调控效果产生了显著影响，而且极大程度上改变了材料的其他表面性能。因此，对Wenzel 和Cassie 状态以及二者之间的相互转变进行研究，对材料表面性质（如疏水性）的调控具有重大意义。在国家自然科学基金的支持下，本项目系统研究了“取向状基底（PDMS取向凹槽）”、“阴性基底（带有凹陷孔洞的AAO模板）”、“阳性基底（凸起的PMMA阵列）”、“多级粗糙基底（POM环带球晶基底）”上，液滴的静态接触角及其挥发规律。研究结果表明，基底图案参数（例如AAO模板的孔洞深度、孔径以及环带结构中的环带宽度、规整性等因素）对水滴在其上的静态接触角产生显著影响，这其中，基底结构的“深度/宽度”比扮演了重要角色。在此基础上，我们考察了Wenzel与Cassie之间发生的转变行为。在取向状PDMS基底上，首次观察到了液滴接触直径的突然增大和液滴高度的突然降低，解释了其本质，并将此确定为Cassie-Wenzel转变的判据。且挥发过程中，液滴的取向状态消失，总是从椭球状先收缩成球形，之后再继续挥发。在“阴”模板和“阳”模板研究中，首次跟踪到疏水材料挥发过程中“自始至终接触直径不变”的挥发模式，并探讨了其物理根源。在上述众多研究的基础上，总结并阐述了Wenzel与Cassie之间发生转变的两种模式，即静态方式（如AAO模板结构参数的变化导致的双向转变）和动态方式（如挥发过程导致的Cassie-Wenzel转变），阐明了转变发生的物理本质。基于自行设计并搭建的密闭装置，以PDMS凹槽基底为例，详细讨论了液滴体积、环境湿度和外界压强等因素对Cassie-Wenzel转变的影响规律：例如液滴体积的增加，将推迟转变的发生；而外界压强的加大，将促进转变的尽早发生，给出了出现这一现象的原因：即气体在对应液滴中的溶解度以及液滴上下界面压强的不对称性。在总结上述规律并探讨物理本质的基础上，实现了对转变及其发生程度和速率的有效控制。我们的研究结果为超疏水（或超亲水）表面的构筑、控制以及微纳米器件表面性质的调控提供了必要的理论指导，并势必加深我们对表界面相行为本质的理解，具有重要的理论和实践意义。