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图一: 液体与固体表面的接触角

润湿液体保持和铺展于固体表面的现象,产生的原因可以用两者的分子间作用力解释。润湿的程度(润湿性)取决于附著力与内聚力的力平衡结果。润湿牵涉固体、液体、气体三相物质。随著奈米材料的蓬勃发展,润湿现象成为奈米科技及奈米科学的焦点。

润湿在焊接黏著过程扮演重要脚色。润湿的作用力也与毛细现象有关。少量静止于固体表面的液滴形状近似于球冠

润湿大体可以分为两种:无化学反应润湿和化学反应润湿。[1][2]

Explanation

液体和固体之间的附著力使得液滴铺展遍布固体表面。液体本身内聚力使得液滴内聚成球减少固体接触面积。

接触角 润湿性
作用力
液体固体交互作用力 液体间交互作用力
θ = 0 完全润湿
0 < θ < 90° 高润湿性
90° ≤ θ < 180° 低润湿性
θ = 180° 完全

不润湿

 
图二,不同液体的润湿现象:A 液体展现低润湿性,接触角大,而C 液体展现高润湿性,接触角小。

如图一所示, 自固液界面往液体方向到气液(或液夜)界面的夹角称为接触角(θ),接触角取决于附著力与内聚力的力平衡结果。当液滴倾向平铺于表面,接触面积增加而接触角角度减少,因此,润湿性与接触角角度呈负相关关系。[3]

接触角小于90° 则代表表面的润湿性佳,液体会铺展于表面,接触角大于90°通常代表表面的润湿性差,液体接触面积少且呈现珠状。

就水而论,与水相吸引的表面具有亲水性,而与水相斥的表面具有疏水性。超疏水表面之接触角大于150°,液体与固体介面接触面积极小,这种情况又被称为莲花效应。对于非水液体,则是使用词汇亲液性(lyophilic)和疏液性(lyophobic)。


See also

References

  1. ^ Dezellus, O. and N. Eustathopoulos (2010).
  2. ^ Han Hu, Hai-Feng Ji, and Ying Sun, Phys.
  3. ^ Sharfrin, E.; Zisman, William A. (1960).

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