基本定义
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一、杨氏方程(Young's Equation):
当液滴自由地处于不受力场影响的空间时,由于界面张力的存在而呈圆球状。但是当液滴与固体平面接触时,其最终形状取决于液滴内部的内聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。当一液滴置于固体平面上时,液滴能自动地在固体表面铺展开来,或与固体表面成一定的角度而存在,如图所示θ角,我们称之为接触角(Contact Angle),即固-液界面经液体内部到气-液界面之间的夹角,也称浸润角或润湿角(Wetting Angle)。用符号θ表示,单位度(°)。
一液滴在水平固体表面上,当固-液-气三相达到热力学平衡时,形成的接触角与各界面张力之间符合杨氏方程(Young's Equation)式:
γLG·cosθ=γSG-γSL
式中γLG、γSG、γSL分别为液-气、固-气和固-液的界面张力,θ为液体与固体间的界面和液体表面的切线所夹(包含液体)的角度,即接触角。θ范围在0~180°之间。
当θ=0°或不存在时:铺展(完全润湿)
当θ<90°时:润湿(亲水)
当θ=90°时:润湿与否的分界标准
当θ>90°时:不润湿(疏水)
当θ=180°时:完全不润湿(不存在的理想状态)

二、接触角滞后(Contact Angle Hysteresis)
杨氏方程中所预示的接触角是假定固体表面平坦光滑、化学均匀、各相同性,三相平衡状态下的接触角,也称之为静态接触角(Staic Contact Angle)θO,即固-液-气三相接触线静止未发生移动的接触角。