蒸汽冷凝传热广泛应用于电力、空调制冷、热泵和化工等领域。强化冷凝传热对提高能源利用效率和保护环境具有重要意义。滴状冷凝由于具备较高的传热性能而得到了广泛关注。滴状冷凝过程中液滴是传热过程中的主要热阻,其动态行为与表面润湿性息息相关,故可通过调节表面润湿性来调控冷凝液滴的行为,进而强化冷凝传热。从仿生角度出发,基于协同排液的基本思想,创新性制备超亲水-疏水组合结构(SHI-SHO)。一层为经化学刻蚀和低能物质修饰制备得到的超疏水冷凝面,另一层为经铜粉烧结(颗粒直径为～75μm)和双氧水处理的超亲水乳突结构表面。研究了这种组合表面在不同过冷度下的冷凝传热性能。利用SEM电镜观察发现,超疏水表面(SHO)具有微-纳两级粗糙结构,液滴可呈现Cassie润湿模式。实验数据表明,超亲水乳突具有很强的吸液性能,乳突正重力放置时,液滴(直径约1.5 μm)可在15.00 ms内可被完全吸收。研究了蒸汽在HI表面,SHO表面和SHI-SHI表面的冷凝传热性能,获得了亲-疏水两层结构在冷凝传热中的功能协同及尺度匹配规律性。实验结果表明,SHI-SHO表面的冷凝传热系数最大,SHO表面的冷凝传热系数次之,HI表面的冷凝传热系数最小。原因在于:液滴在SHO表面实现滴状冷凝,传热热阻较小;而应用超亲水乳突后,由于其内部具有多孔结构,对冷凝面的液滴具有引流和吸收作用,可及时吸取SHO表面的液滴,进一步提高液滴的脱离频率,提高冷凝表面的自我更新能力,减小热阻,最终导致该组合表面具有较大的冷凝传热系数。当△T=5.0K时,SHI-SHO表面的冷凝传热系数分别是HI表面和SHO表面传热系数的4.8倍和1.8倍。可视化观察了液滴运动并提出了冷凝液滴在SHI-SHO结构上的4种脱离方式:吸附脱离、弹跳脱离、滑动脱离(冲刷作用)和乳突尖端上的液流脱离。针对液滴的吸附脱离,采用吉布斯自由能和表面能理论,建立了液滴动力学分析模型,阐述了液滴在两层结构表面上独特的液滴动力学行为。另外,研究了冷却水流量和加热功率对冷凝传热性能的影响。实验结果表明,在低冷却水流量和高底部加热功率下,冷凝面具有较大的传热系数。本创新性设计为提高工业生产上的冷凝传热性能提供了参考。