合作客户/
拜耳公司 |
同济大学 |
联合大学 |
美国保洁 |
美国强生 |
瑞士罗氏 |
相关新闻Info
-
> 表面张力、XPS试验研究DDA或TPA在锂云母表面的吸附机理——试验结果分析与讨论、结论
> 不同水油黏度比条件下乳化对3种稠油复合体系的影响(三)
> 新型POSS基杂化泡沫稳定剂表面张力测定及对泡沫压缩性能的影响(三)
> 表面张力对激光空泡脉动及溃灭特性的影响(一)
> 基于界面张力弛豫法探讨疏水改性聚合物与石油酸和沥青质间的相互作用(一)
> 固体、盐溶液表面张力测量及与其在洁净硅橡胶表面接触角的关系研究(一)
> SF作为天然表面活性剂制造纳米器件,大大改善疏水表面的水润湿性
> 不同温压条件、水环境对CO2溶解度及界面张力的影响规律
> 基于单分子层技术研究哈维氏弧菌磷脂酶D对不同磷脂底物的吸附动力学——材料与方法
> 纳米渗吸驱油剂种类、降低界面张力和改变润湿性的能力等机理研究(三)
推荐新闻Info
-
> 反离子盐KBr浓度对酰胺基阳离子Gemini表面活性剂的表/界面活性的影响(二)
> 反离子盐KBr浓度对酰胺基阳离子Gemini表面活性剂的表/界面活性的影响(一)
> 典型离子型与非离子型起泡剂的界面行为对泡沫性能的影响机制
> 新无氰白铜锡电镀液及电镀方法可降低表面张力,促进镀液对复杂工件的润湿
> 一种耐超高温酸液体系、制备方法及其应用
> 纳米渗吸驱油剂种类、降低界面张力和改变润湿性的能力等机理研究(四)
> 复合驱中聚合物与阴离子表面活性剂的协同作用研究
> 化学组成对无碱铝硼硅OLED基板玻璃表面张力的影响——结果、结论
> 化学组成对无碱铝硼硅OLED基板玻璃表面张力的影响——摘要、实验方法
> 纳米渗吸驱油剂种类、降低界面张力和改变润湿性的能力等机理研究(三)
水的表面张力现象及其应用
来源: 浏览 732 次 发布时间:2025-04-10
水的表面张力是由水分子间氢键作用产生的独特性质,它在自然界和科学技术中表现出多种有趣的现象。以下是水表面张力的主要现象及其解释:
1.常见的水表面张力现象
(1)液滴形成球形
现象:水滴在无重力或疏水表面(如荷叶)上呈现完美球形。
原因:表面张力使液体表面积最小化,而球体在相同体积下具有最小的表面积。
应用:微流控技术、喷雾优化、墨水jet打印。
(2)水面昆虫行走(如水黾)
现象:某些昆虫(如水黾)能在水面上行走而不沉没。
原因:水的表面张力足以支撑其重量,且昆虫腿部具有疏水性微结构。
应用:仿生材料设计,如超疏水涂层。
(3)毛细现象(Capillary Action)
现象:水在细管(如玻璃毛细管、植物导管)中自发上升或下降。
原因:水与管壁的粘附力(adhesion)和表面张力(cohesion)共同作用。
应用:植物水分运输、墨水渗透纸张、微流体芯片。
(4)泡沫和气泡稳定性
现象:肥皂水能形成稳定泡沫,而纯水气泡迅速破裂。
原因:表面活性剂降低了表面张力,并形成弹性液膜。
应用:泡沫灭火剂、食品工业(如奶泡)、矿物浮选。
(5)液体表面“皮肤”效应
现象:轻轻放置回形针或刀片可浮于水面。
原因:表面张力形成“弹性膜”,支撑轻质物体。
实验:可通过添加洗涤剂破坏表面张力,使物体下沉。
(6)咖啡环效应(Coffee Ring Effect)
现象:咖啡滴干燥后,颗粒在边缘聚集形成环状。
原因:蒸发导致液滴边缘表面张力梯度,引发内部流动(Marangoni效应)。
应用:纳米材料自组装、印刷电子技术。
(7)液体射流断裂(Rayleigh-Plateau不稳定性)
现象:水流从龙头缓慢流出时断裂成水滴。
原因:表面张力使液柱收缩以降低能量,最终破碎为球形液滴。
应用:喷墨打印、燃料喷射技术。
2.特殊条件下的表面张力现象
(1)超纯水的异常行为
现象:超纯水在光滑容器中可过热至105°C仍不沸腾。
原因:缺乏成核位点,表面张力抑制气泡形成。
(2)低温下的表面张力变化
现象:接近冰点时,水的表面张力随温度变化非线性。
原因:氢键网络重组影响分子间作用力。
(3)电场/磁场对表面张力的影响
现象:施加电场(电润湿技术)可降低表观表面张力。
应用:电子纸(E-ink)、微流控开关。
3.表面张力相关的自然现象
现象科学解释
露珠的形成夜间降温使水蒸气在植物表面凝结,表面张力使其形成球形水滴。
水蜘蛛的水下气囊利用表面张力在水下构建气膜供呼吸(Plastron效应)。
酒精滴入水的“马兰戈尼涡流”酒精降低局部表面张力,引发液体流动(用于混合微流体)。
4.实验室研究表面张力的方法
悬滴法:通过液滴形状分析表面张力(适用于高精度测量)。
Wilhelmy板法:测量薄板脱离液面所需的力(实验室常用)。
毛细管上升法:利用液体在毛细管中的上升高度计算表面张力。
5.结论
水的表面张力现象广泛存在于日常生活和科技领域,理解这些现象有助于优化工业流程(如涂层、制药)、开发生物仿生材料,并解决环境问题(如油污处理)。未来研究可探索极端条件(高压、低温)或智能材料(光/热响应表面活性剂)对表面张力的调控。