本论文从水和不同物质界面的相互作用出发，运用第一性原理计算和经验势分子动力学模拟，研究了水在冰(l)h表面的吸附和动力学生长过程，以及异质界面受限下水的结构和行为。　　之前人们对水吸附在金属、氧化物表面的结构已经有了深入的认识，但由于实验条件的限制，人们对于水在冰(l)h表面的吸附行为还知之甚少。事实上，水在冰(l)h表面的吸附关系着冰晶体的生长、冰在大气层化学反应中的催化作用等一系列问题。最近的理论研究表明冰(l)h表面的氢原子会存在一定的有序排布。本文通过第一性原理总能计算研究了水分子在不同氢原子排布的冰表面上的吸附情况，发现了水分子的吸附规律:即水分子倾向于吸附在冰表面氢原子排布不均匀的区域。本文发现冰表面未成键的氧、氢原子可以看作有效电荷，冰表面不同的氢原子排布会形成不同强弱的有效电场，使得极性的水分子倾向于吸附在有效电场比较强的区域，也就是冰面氢原子排布不均匀的区域。本文还发现这一吸附规律也适用于硫化氢、氨气、氯化氢等一系列极性小分子在冰表面的吸附情况，并且氯化氢在完美的冰表面上就能发生分解。　　在充分研究了水分子在冰表面的最佳吸附位置后，本文通过经验势分子动力学模拟研究了水在冰表面的生长规律。本文模拟了48到192个水分子在冰表面的气相沉积过程，发现水分子在冰表面上优先降落的位置基本符合前面第一性原理计算得到的最佳吸附位置。随着降落水分子数目的增加，水会首先形成一条长链，进而生成二维水的网格。　　本文还研究了水受限在亲水的云母和疏水的石墨烯这一异质界面下的结构和行为。通过经验势分子动力学模拟，本文发现了跟同质界面受限时完全不同的物理现象。水在靠近云母那一侧会形成一个稳定的类冰结构，该结构跟外来水的相互作用很弱，使得原子力显微实验中可通过针尖随意操纵该类冰层上的纳米水滴。水在靠近石墨烯那一侧会形成一个非常平的水层，并且该层中的水更倾向于形成四元环和五元环。在改变板面间距、温度和受限水的密度时，水在板面间可以形成跟体态水完全不同的一到三层的结构。本文还发现受限水也存在一个气液相变，该相变前后压强的变化跟同质界面也存在一定的差异。