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润湿的力量：为什么有些表面能吸引水而有些却无法？
润湿是指液体能够挤开气体以与固体表面保持接触的能力，这种现象源于两者相遇时的分子间互动。当液体与气体或其他不溶于第一种液体的液体相互作用时，就会发生润湿。润湿程度，也就是润湿性，是由黏附力和内聚力之间的力平衡来决定的。润湿被广泛应用在许多领域，包括材料的粘合和附着力。值得注意的是，润湿及其控制机制的表面力，也同样影响其他相关效应，例如毛细现象。近年来，表面活性剂更被用来提升液体（如水）的润湿能力。这些现象在奈米科技及奈米科学的研究中，因为许多奈米材料的发展而备受瞩目。
润湿的本质涉及到两种主要力量：液体与固体之间的黏附力，以及液体内部的内聚力。
润湿的过程可以分为非反应性润湿和反应性润湿两类。非反应性润湿是指液体在不发生化学反应的情况下与固体表面接触，而反应性润湿则涉及到液体与固体之间的化学交互作用。通常，润湿性越好的表面其接触角（θ）越小，这意味着液滴能够更加扩散于光滑的固体表面。接触角小于90°的表面被视为亲水性，而大于90°的表面则被称为疏水性。超疏水表面则有着超过150°的接触角，几乎不与液滴接触，这种现象有时被称作「莲花效应」。
接触角的变化并不仅仅取决于液体的性质，还与固体表面的结构及化学组成有关。
固体表面可以分为高能量和低能量固体。高能量固体，例如金属、玻璃和陶瓷，因为其强大的化学键结合（如共价、离子或金属键），需要大量能量来打破其结构，因此液体通常会在这些表面上实现完全润湿。而低能量固体如氟碳化合物和碳氢化合物，则主要是通过物理力量（如范德瓦耳斯力和氢键）来与液体互动。对于低能量表面，液体可以实现完全或部分润湿，这取决于所选的液体类型。
低能量表面与液体的相互作用主要通过分散性力进行。著名的科学家William Zisman曾观察到，当液体的表面张力降至最低时，接触角的cosine值将呈线性增加。这使得他能够建立液体与表面张力之间的线性关系，以此确定固体的临界表面张力，使研究者能够预测材料的润湿性。
知晓固体的临界表面张力，有助于预测该固体的润湿性能。
理想的固体表面应该是平坦、刚性、完全光滑、化学均匀并具有零接触角滞后性。在此理想状态下，当液滴置于此表面上时，形成的接触角应该是唯一的热力学稳定接触角。然而，现实世界中，表面往往难以达成这种理想状态，具体表面可以是粗糙或者有限刚性的平面。在许多情况下，因此接触角的范围会从前进接触角到后退接触角不等。平衡接触角的计算则需要考量这些参数的影响。
最后，这些润湿原理在许多工业应用中扮演着关键角色，例如在涂料、印刷及医学设备等行业中，理解和应用润湿性的重要性不容小觑。透过不断的研究，人们能更进一步探索润湿性对于材料科学及工程的影响。面对多样性材料的快速发展，我们是否能完全掌握润湿现象的运作原理来推进科技前沿？
