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潤濕的力量：為什麼有些表面能吸引水而有些卻無法？
潤濕是指液體能夠擠開氣體以與固體表面保持接觸的能力，這種現象源於兩者相遇時的分子間互動。當液體與氣體或其他不溶於第一種液體的液體相互作用時，就會發生潤濕。潤濕程度，也就是潤濕性，是由黏附力和內聚力之間的力平衡來決定的。潤濕被廣泛應用在許多領域，包括材料的粘合和附著力。值得注意的是，潤濕及其控制機制的表面力，也同樣影響其他相關效應，例如毛細現象。近年來，表面活性劑更被用來提升液體（如水）的潤濕能力。這些現象在奈米科技及奈米科學的研究中，因為許多奈米材料的發展而備受矚目。
潤濕的本質涉及到兩種主要力量：液體與固體之間的黏附力，以及液體內部的內聚力。
潤濕的過程可以分為非反應性潤濕和反應性潤濕兩類。非反應性潤濕是指液體在不發生化學反應的情況下與固體表面接觸，而反應性潤濕則涉及到液體與固體之間的化學交互作用。通常，潤濕性越好的表面其接觸角（θ）越小，這意味著液滴能夠更加擴散於光滑的固體表面。接觸角小於90°的表面被視為親水性，而大於90°的表面則被稱為疏水性。超疏水表面則有著超過150°的接觸角，幾乎不與液滴接觸，這種現象有時被稱作「蓮花效應」。
接觸角的變化並不僅僅取決於液體的性質，還與固體表面的結構及化學組成有關。
固體表面可以分為高能量和低能量固體。高能量固體，例如金屬、玻璃和陶瓷，因為其強大的化學鍵結合（如共價、離子或金屬鍵），需要大量能量來打破其結構，因此液體通常會在這些表面上實現完全潤濕。而低能量固體如氟碳化合物和碳氫化合物，則主要是通過物理力量（如范德瓦耳斯力和氫鍵）來與液體互動。對於低能量表面，液體可以實現完全或部分潤濕，這取決於所選的液體類型。
低能量表面與液體的相互作用主要通過分散性力進行。著名的科學家William Zisman曾觀察到，當液體的表面張力降至最低時，接觸角的cosine值將呈線性增加。這使得他能夠建立液體與表面張力之間的線性關係，以此確定固體的臨界表面張力，使研究者能夠預測材料的潤濕性。
知曉固體的臨界表面張力，有助於預測該固體的潤濕性能。
理想的固體表面應該是平坦、剛性、完全光滑、化學均勻並具有零接觸角滯後性。在此理想狀態下，當液滴置於此表面上時，形成的接觸角應該是唯一的熱力學穩定接觸角。然而，現實世界中，表面往往難以達成這種理想狀態，具體表面可以是粗糙或者有限剛性的平面。在許多情況下，因此接觸角的範圍會從前進接觸角到後退接觸角不等。平衡接觸角的計算則需要考量這些參數的影響。
最後，這些潤濕原理在許多工業應用中扮演著關鍵角色，例如在塗料、印刷及醫學設備等行業中，理解和應用潤濕性的重要性不容小覷。透過不斷的研究，人們能更進一步探索潤濕性對於材料科學及工程的影響。面對多樣性材料的快速發展，我們是否能完全掌握潤濕現象的運作原理來推進科技前沿？
