单纯的基底表面具有性质单一、实用性不够强、应用范围较窄等各个方面的不足,因此,近年来,具有超润湿性、低流体流动阻力等特殊特性的结构化复杂表面引起了研究人员的兴趣。在自然界中,荷叶、蝴蝶翅膀、蝉翅、玫瑰花瓣和蚊子眼等由于其表面的复杂微纳米结构或者表面能物质而具有各类特殊性质,这对人工制造相关的复杂基底具有重要的启发意义。在过去的几十年里,随着科学技术的快速发展,研究人员已经运用各种技术制备出各类复杂表面,如超疏水、超亲水、超亲油、超疏油、微柱/微孔阵列结构化表面等,并将其用于自清洁、抗结冰、防雾、热传递、液液分离、能量转换器件等各个领域。而对于得到的复杂基底表面,往往需要进一步对液滴撞击后所出现的现象以及复杂基底表面上气泡生长的动力学过程分析等方法来进行表征。因此,在本论文中,我们设计了三类复杂基底,分别研究了复杂基底上液滴内部的气泡生长动力学以及液滴撞击动力学。全文的主要研究要点如下:（1）几十年来,人们对气泡的生长动力学进行了广泛的研究。然而,对于圆柱形孔洞阵列基底上液滴内部气泡通过膨胀引起相邻气泡合并而形成的形态演化,目前还缺乏深入的认识。因此,在本研究中,我们设计的第一类复杂基底为——圆柱形孔洞阵列基底。首先,基于气液界面的拉普拉斯压力平衡,解决对于静置在圆柱形孔洞阵列复杂基底表面上的液滴,其内部微米级孔洞中束缚的气体膨胀产生气泡与否的临界压强与孔洞阵列的参数之间的关系问题。其次,通过圆柱形孔洞阵列基底表面上气体区域面积占比变化来量化分析了气泡生长以及合并过程,并利用此量化方法解决了不同腔室大气压强差下气泡生长以及合并过程的差异。最后,分析了气泡合并程度与腔室大气压强差和基底圆柱形孔洞阵列参数之间的关系,以及利用Rayleigh-Plesset模型和理想气体物态方程分别量化了延迟时间和最终平衡态气泡合并程度与腔室大气压强差和基底孔洞阵列参数之间的关系。研究结果提供了对在孔隙图案表面上气泡生长的潜在物理特性的洞察,这对研究气液固界面滑移和表面减阻具有重要意义。（2）进一步而言,圆柱形孔洞阵列基底上液滴内部气泡生长合并后形成大气泡,其会在进一步的内部气体膨胀驱动下发生三相接触线移动。通过分析气泡轮廓随时间的变化情况,得到动态接触角以及接触直径随时间的变化情况,并结合底部视图实验结果进一步论证。此外,量化了气泡三相接触线的阶梯跳跃距离与圆柱形孔洞阵列参数之间的关系,以及根据孔洞阵列基底上的接触角理论分析临界接触角与孔洞阵列参数之间的关系。研究结果在自清洁结构化表面的优化设计中具有潜在的应用价值。（3）介电润湿技术是控制基底表面润湿性的重要手段,因此,本论文中设计了第二类复杂基底——介电润湿基底,将介电润湿技术与高速摄影相结合,研究了水滴撞击润湿性可调的基底表面。首先,介绍了介电润湿基底的结构以及相关的理论基础,并量化了本研究中制备的介电润湿基底的性能。其次,得到了撞击后的液滴现象与基底表面的润湿性以及撞击液滴的韦伯数之间的相图,并分类解释了各类液滴现象出现的原因。最后,选用液滴铺展因子、振荡周期、射流液滴大小以及速度等参量对各类液滴现象进行了量化分析。基于介电润湿效应的液滴撞击研究为液滴动力学研究提供了一个新的方向。此外,该表面润湿性可调的基底的制备方法可应用于喷墨打印和涂层制备等工业领域。（4）水滴撞击固体基底或液体层已经得到了广泛的研究,但对于水滴撞击均匀分布的单层颗粒,特别是撞击后颗粒的分布研究较少,因此,本论文中还设计了第三类复杂基底——单层颗粒层覆盖在亲水/超疏水基底上。首先,研究了毫米大小的水滴撞击到亲水/超疏水载玻片基底上均匀分布的单层聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）颗粒层后颗粒层的分布情况。其次,分析液滴撞击后颗粒分布形成的机制、具体的组成以及与液滴初始撞击速度之间的关系。最后,分析该体系下液滴最大铺展直径的差异与基底和颗粒材质的润湿性之间的关系。这些发现有助于对复杂基底表面上液滴撞击的理解,并对液滴撞击相关行业具有重要的实际应用价值。