关于亲水性、憎水性的评定：通常用接触角（contact angle）来判定，当接触角介于0---90°之间，呈亲水性；当接触角介于90—180°之间，呈憎水性。

液体选择性透过（单向传质）的理论支撑：液体只能在临界表面张力（critical surface tension）比自身大的表面浸润.临界表面张力常作为鉴别固液浸润与否的第一标准。

任务安排：1. 对临界表面张力的较深入的理解，以及如何判定、测量一种材料的临界表面张力？可参考资料来源：网页相关文献、书籍（做好相关知识的记录、整理和总结，好记性不如烂笔头）2. 临界表面张力介于去离子水和甲醇之间的材料有哪些？可参考资料来源：网页文献书籍标准（材料的临界表面张力可能已经像标准一样可以直接查得）等待考察（参考）材料的临界表面张力：--Teflon PTFE（聚四氟乙烯）憎水，却能浸润27 Dynes/cm以下的液体（比如甲醇methanol）3. 对其中若干材料（一起讨论后觉得合用的）寻找购买途径—购买—测试。

待前期工作做完后，一起对选择的材料作针对性筛选。

4. 探寻通过表面改性的方法控制金属材料的临界表面张力的可能性、方法。

定义：凡作用于液体表面,使液体表面积缩小的力,称为液体表面张力。

它产生的原因是液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫做表面层,表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大一些,分子间的相互作用表现为引力。

就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势。

正是因为这种张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如。

影响液体的表面张力的因素：内因：无机液体的表面张力比有机液体的表面张力大的多；水的表面张力72.8mN/m(20℃)；有机液体的表面张力都小于水；含氮、氧等元素的有机液体的表面张力较大；含F、Si的液体表面张力最小；分子量大表面张力的；水溶液：如果含有无机盐，表面张力比水大；含有有机物，表面张力比水小。

外因：温度升高表面张力减小；压力和表面张力没有关系。

注：最弱的液体表面张力是酒精。

表面张力与表面过剩自由能是描述物体表面状态的物理量。

液体表面或固体表面的分子与其内部分子的受力情形是不同的，因而所具有的能量也是不同的。

以液体为例，如图1－1所示，处在液相内部的分子，四周被同类分子所包围，受周围分子的引力是对称的，因而相互抵消，合力为零；处在液体表面的分子则不然，因为液相的分子密度远大于气相的分子引力，致使合力不再为零，而是具有一定的量值且指向液相的内侧。

由于这个拉力的存在，使得液体表面的分子，相对于液体内部分子处于较高能量态势，随时有向液体内部迁移的可能，处于一种不稳定的状态。

液体表面分子受到的拉力形成了液体的表面张力，相对于液体内部所多余的能量，就是液体的表面过剩自由能。

由于表面张力或表面过剩自由能的存在，在没有外力作用时，液体都具有自动收缩其表面成为球形的趋势，这是因为在体积一定的几何形体中球体的表面积最小。

液体的表面张力与什么因素有关？回答：2 浏览：255 提问时间：2006-11-09 10:51液体的表面张力与什么因素有关？最佳答案此答案由提问者自己选择，并不代表爱问知识人的观点揪错┆评论青梅煮酒[大师]1. 与液体自身性质有关，比如说极性、分子大小、分子间作用力种类以及是否有氢键等。

2. 与界面材料的性质有关，尤其当界面是固体的时候，一般认为（实验得出的）仅与固体表面最外一层原子或官能团有关，与内层原子的关系不大。

3. 如果是固液界面，还与固体表面的粗糙度有关。

一般理论上计算表面张力都是通过分子间静电作用的模型，只考虑界面上的两层分子（原子）说句专业点的话，是与界面的总的自由能有关，要求自由能最小。

回答：2006-11-10 13:41提问者对答案的评价：以下是特别推荐给您的相关问题有关于固体物理的ppt吗告诉我：雨、露、霜、雹、雪那个是液体？那个是固体？表面张力试利用物质中的分子状态,解释固体、液体、气体压强...液体为何易气化？其它回答共1条回答评论ytwhych[大师]表面张力是作用于液体表面上任意假想直线的两侧，垂直于该直线且于液面相且，并能使液面具有收缩趋势的拉力。

表面张力的大小与液体性质及液面外相邻物质的性质有关，还与温度以及液面中所含的杂质有关。

从微观上看，表面张力是由于液体表面层内分子之间的相互作用不同于液体内部，从而使表面层具有一种特殊性质的结果。

表面张力是液体的一个非常重要的特性，它和许多与液体有关的现象由直接联系。

水和油对固体的润湿程度，与各自的表面张力有关，水和油的表面张力又都与各自的化学结构有关。

1．水的化学结构与表面张力。

水分子由氢元素和氧元素组成，分子的偶极矩等于6.17×10－30C·m（库仑·米），分子的结构不对称，是极性很强的分子。

按照"结构相似互溶原理"，极性分子对极性分子有强的亲合力，非极性分子对非极性分子有强的亲合力。

因此，当水分子和具有极性结构的物质相接触时，由于亲合力的作用，水会附着在不溶于水的极性物质表面，或者把能溶于水的极性物质溶解。

故极性物质叫亲水物质。

物质分子间的作用力主要是范德华力和氢键。

范德华力一般包括取向力、诱导力和色散力。

极性分子与极性分子之间，存在有取向力、诱导力和色散力；非极性分子与非极性分子之间，只存在色散力。

氢原子和其它电负性较强的原子（如F、O、N）化合而形成的分子之间，存在氢键。

水分子是由氢原子和电负性较大的氧原子化合而成的极性很强的分子。

因此，水分子之间的作用力，既有取向力、诱导力和色散力，也有氢键。

故表面张力值较大，纯水的表面张力在20℃时，约为7.2×10－2N/m。

三、液体在固体表面润湿的条件液体在固体表面的润湿分为沾湿、浸湿、铺展三类。

1．沾湿。

沾湿是指液体与固体接触，将"气－液"界面与"气－固"界面转变为“液－固”界面的过程，如图1－4所示。

图1-4 沾湿过程在沾湿过程中，新形成的“液－固”界面增加了自由能γSL，而被取代的液体表面（即“气－液”界面）分别减少了自由能γLG 和γSG，所以体系自由能的变化是ΔG=γSL -γLG-γSG（1-4a）体系对外界所做的功是Wa =-ΔG=γSG+γLG-γSL（1-4b）Wa叫粘附功，是液体和固体粘附时，体系对外界所作的最大功。

根据热力学第二定律，在恒温恒压条件下，当体系能量的变化ΔGT.P≤0时，这样的过程才能自发地进行。

因此，沾湿过程自发进行的条件是ΔG=γSL -γLG-γSG≤0（1-5a）或W a =γSG+γLG-γSL≥0（1-5a）而且，体系自由能减少的愈多，沾湿过程愈容易进行，粘附功愈大，“液－固”界面结合得愈牢。

如果将图1－4所示过程的固体，换成具有相同面积的液柱，则因“液－固”界面消失，γSL =0，又因为γSG为γLG所取代，故（1-5b（式变为Wa=Wc=γLG+γLG-0=2γLG（1-6）W c 的大小表征了液体分子间的相互作用力，叫作内聚功。

显然，Wc愈大，液体本身的结合也愈牢固。

Wc是液体分子间相互作用力大小的表征。

在平版印刷中，润湿液能不能附着在印版的亲油表面，阻碍油墨的传递；油墨会不会附着在印版的亲水层表面，造成印刷品空白部分的粘脏，则和粘附功W a 及内聚功Wc有关。

2．浸湿。

浸湿是指固体浸没在液体中，“气－固”界面转变为“液－固”界面的过程，如图1－5所示。

图1-5 浸湿过程在浸湿过程中，液体表面没有变化，所以，在恒温恒压条件下，单位浸湿面积上体系自由能的变化是ΔG=γSL -γSG（1-7a）体系对外界所作的功是W=Wi =γSG-γSL（1-7b）W i 叫浸湿功，Wiv的大小表征了液体在固体表面取代气体的能力，在铺展作用中，它是对抗液体收缩表面的能力（液体表面张力）而产生铺展的力，故又叫做粘附张力，常用A表示。

在恒温恒压条件下，液体浸湿固体的条件是ΔG=γSL -γSG≤0（1-8a）或W i =γSG-γSL≥0（1-9a）或A=γSG -γSL≥0（1-9b）在凹版印刷中，印版滚筒的一部分浸渍在油墨槽中；在柔性版印刷中，网纹辊的一部分浸渍在墨槽中，油墨是否能浸满凹版和网纹辊的着墨孔，则和浸湿功Wi或沾附张力A有关。

3．铺展。

铺展是指液体在固体表面上扩展时，“液－固”界面取代“气－固”界面的同时，液体表面也扩展的过程，如图1－6所示。

图1-6 铺展过程在铺展过程发生前，ab是“气－固”界面，在铺展过程结束时，ab成为“液－固”界面，而且与此同时，体系还增加了同样面积的"气－液"界面，所以在恒温恒压下，单位铺展面积上体系自由能的变化是ΔG=γSL -γLG-γSG（1-10a）体系对外所作的功是W=S=γSG -γSL-γLG（1-10b）S叫铺展系数，S的大小表征了液体在固体表面上铺展的能力。

在恒温恒压条件下，液体在固体表面上自动铺展的条件是ΔG=γSL +γLG-γSG≤0（1-11a）或S=γSG -γSL-γLG≥0（1-11b）若将(1－9b)式代入（1－11b）式，便得到S＝A－γLG，当S≥0时，则A≥γLG上式表明，当液体和固体之间的粘附张力大于液体本身的表面张力时，液体便能够在固体表面自动铺展。

在平版印刷中，润湿液要在非图文部分铺展形成一层水膜，防止油墨沾污印版的空白部分，在此润湿过程中，润湿液的铺展系数S愈大，润湿效果愈好。

综上所述，在恒温恒压下，沾湿、浸湿、铺展三类润湿过程发生的热力学条件分别是：沾湿Wa =γSG-γSL+γLG≥0浸湿Wi =γSG-γSL≥0铺展S=γSG -γSL-γLG≥0比较这三类润湿的条件可以看出，对同一个体系来说，Wa >Wi>S,因此，当S≥0时，Wa 和Wi也一定大于零。

这表明，如果液体能在固体表面铺展，就一定能沾湿和浸湿固体，所以，常用铺展系数S作为体系润湿的指标。

从三类润湿过程发生的条件还可看出，“气－固”和“液－固”界面能对体系的三大类润湿的贡献是一致的，都是以粘附张力A的形式起作用：即γSG愈大，γSL 愈小，（γSG－γSL）值就愈大，则愈有利于润湿。

液体表面张力对三种过程的贡献各不相同。

对于沾湿，γLG 大有利；对于铺展，γLG小有利；而对于浸湿，则γLG大小与之全无关系。

原则上说，润湿类型确定以后，根据有关界面能的数据，即可判断润湿能否进行，再通过改变相应的界面能的办法达到所需要的润湿效果。

例如，平版的非图文表面能否被油墨沾湿，根据油墨和非图文表面的粘附功即可判断。

若改变油墨在非图文表面的界面能，使油墨的内聚功大于油墨和非图文表面的粘附功，油墨就不会脏污非图文表面。