表面、膠體與界面
接觸角
/ KON-takt AN-gul /
仔細看一滴停在表面上的水,正看它的邊緣——那裡水、固體和空氣三者相會。液滴的邊緣以某個坡度從表面升起。在蠟上它陡峭地往上爬,幾乎豎直;在乾淨的玻璃上它則低伏鋪平。這個邊緣處的坡度——從液體一側量起——就是接觸角,一個概括液滴如何安坐的數字。
更確切地說,接觸角是在固體、液體、氣體三相相會的那條線上,從液體內部量起的、固體表面與液滴邊緣切線之間的夾角。小的角(遠小於 90 度)意味著液滴鋪開、很好地潤濕表面;大的角(遠大於 90 度)意味著液滴縮成球、潤濕很差。接近零的角意味著液體鋪展成一層薄膜;接近 180 度的角意味著它幾乎不接觸表面。
接觸角之所以重要,是因為它是潤濕最直接、可測量的讀數,用來判斷一個表面有多乾淨、一層塗層會黏附得多好,或一塊布料有多防水。一個誠實的提醒是:真實表面給出的答案往往很亂:粗糙度、污染,以及液滴是在前進還是後退,都會改變這個角,所以單一個整齊的數字,更像是一個參考,而非精確的常數。
在剛打過蠟的車上,一滴雨水高高立起,近乎一個圓球,接觸角遠大於 90 度,於是滾落下來。在裸露的玻璃上,同樣的一滴水卻攤平成很小的角並附著其上,鋪展成一層薄膜。
小角度:鋪開並潤濕。大角度:成珠並抗拒。
一個粗略的約定:小於 90 度的表面稱為潤濕性(對水而言即親水);大於 90 度的為非潤濕性(疏水);超過約 150 度的為超疏水,如荷葉表面。這個角總是從液體一側測量,而不是從空氣一側。
又稱
另見