肌肉与脂肪的密度：胖子 表面张力大 瘦子

肌肉与脂肪的密度：胖子 表面张力大 瘦子反之，对于疏水表面，固液界面处的表面张力可能非常大，以至于接触角只有达到钝角甚至趋近于180°才能达到平衡，此时的现象称为非浸润或者不能浸润。而这种表面由于较高的疏水性被称为超疏水表面。对于浸润的情况，液体与固体物质间的关系很好，最为极端地可以认为该界面处的表面张力小到可以忽略。这样一来，需要红色和蓝色的力的水平分量达到平衡，液滴的形状趋于扁平。一般将气液界面处张力与液固界面的夹角称为接触角，对于浸润现象显著的亲水表面接触角很小。图18 浸润微观示意

图16 物质间关系示意

很自然的，表面张力会存在于任何一个界面上，其大小与两侧物种的相对亲和关系有关，而方向沿着界面指向使得该界面收缩的方向。而最终的状态需要让这三个力的分量达到平衡。

图17 三个界面交界处张力的竞争

对于浸润的情况，液体与固体物质间的关系很好，最为极端地可以认为该界面处的表面张力小到可以忽略。这样一来，需要红色和蓝色的力的水平分量达到平衡，液滴的形状趋于扁平。一般将气液界面处张力与液固界面的夹角称为接触角，对于浸润现象显著的亲水表面接触角很小。

图18 浸润微观示意

反之，对于疏水表面，固液界面处的表面张力可能非常大，以至于接触角只有达到钝角甚至趋近于180°才能达到平衡，此时的现象称为非浸润或者不能浸润。而这种表面由于较高的疏水性被称为超疏水表面。

图19 非浸润微观示意

讲到这里，部分读者可能已经猜到了，荷叶的表面正是一种天然的超疏水物质，因此水在荷叶的表面呈现接近球形。

图20 自然界中的超疏水现象

不仅是自然界中，科学家们在实验室中也制备出效果更加显著的超疏水或超亲水表面，比如下图中呈现出极端的非浸润与浸润现象。

图21 人工的超疏水/超亲水表面 | 图片源于【2】

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夜幕降临，

一阵晚风吹过，

荷叶猛地摇动，

几颗水珠滚落在池塘中，

泛起道道波纹。

一只水黾在水面上划过，

只窜了几窜，

便消失在那片泛白的月光里。

它哪里知道，

托起自己身躯的，

便是神奇的表面张力……

参考资料：

【1】朱志昂 阮文娟. 物理化学.第6版[M]. 科学出版社.

【2】超疏水/超亲水表面改性-用于各种塑料

编辑：云开叶落