潤濕作用

　　固體表面上的一種流體被另一流體取代的過程。也指固體表面上的氣體被液體所取代，特別是指用水或水溶液取代表面上氣體的過程。習慣上將液體在固體表面上的接觸角θ＝90°時定義為潤濕與否的標準，θ＞90°為不潤濕，θ＜90°則為潤濕，接觸角θ越小，潤濕性能越好。

　　潤濕過程　沾濕　指液體與固固體接觸，變液－氣界面、固－氣界面為固－液界面的過程(見圖)。

液體對固體沾濕能力可用粘附功來表示。粘附功表示在粘濕過程中單位表面體系自由能的降低值。一般用下式表示：

W_a＝(γ_SG+γ_LG)-γ_SL

式中W_a為粘附功；γ_SG為固－氣界面自由能；γ_LG為液體表面自由能即表面張力；γ_SL為固－液界面的界面自由能。W_a值愈大則固－液界面結合愈牢，因此W_a表征固液兩相分子在界面上相互作用的大小。根據熱力學，在等溫等壓下，W_a≥0的過程為天然過程的方向，此即粘濕過程自發進行的條件。

　　在實際應用中，由於γ_SG和γ_SL很難直接測定，因此很難直接測出W_a，隻能通過測定液體在固體表面上的接觸角θ來得到。利用楊氏潤濕方程得到下列公式：

W_a＝γ_LG(1+cosθ)

可通過γ_LG和θ值得到W_a。由此式可見，若接觸角θ＜180°，則W_a＞0。因此可利用θ對沾濕進行判斷。

　　浸濕　指將固體浸入液體的過程即變固－氣界面為固－液界面的過程，液體表面在此過程中無變化。浸濕的能力用浸濕功表示，又稱粘附張力，它反映液體取代固體表面上氣體的能力，在鋪展作用中它是對抗液體收縮表面的能力而產生的鋪展力量。計算浸濕的基本公式為：

A＝W_i＝γ_SG-γ_SL

式中A為粘附張力；W_i為浸濕功。利用楊氏潤濕方程可得到浸濕功：

W_i＝γ_LGcosθ

由此式可見，若已知液體的表面張力和該液體在固體表面的接觸角，便可得到此固體在液體中的浸濕功或粘附張力。若接觸角θ≤90°，則浸濕過程可自發進行。

　　鋪展　指以固液界面取代固－氣界面的過程。

　　潤濕劑　用於改變固－液（一般為水）體系潤濕性質，使液體更易潤濕固體的試劑稱為潤濕劑，一般是表面活性劑。潤濕劑的作用是降低液體的表面張力和固－液間的界面張力，使液體容易在固體表面上展開。