疏水物
在化学里，疏水性指的是一个分子（疏水物）与水互相排斥的物理性质。
疏水性分子偏向于非极性，并因此较会溶解在中性和非极性溶液（如有机溶剂）。疏水性分子在水里通常会聚成一团，而水在疏水性溶液的表面时则会形成一个很大的接触角而成水滴状。
举例来说，疏水性分子包含有烷烃、油、脂肪和多数含有油脂的物质。
疏水性通常也可以称为亲脂性，但这两个词并不全然是同义的。即使大多数的疏水物通常也是亲脂性的，但还是有例外，如硅橡胶和碳氟化合物（Fluorocarbon）。
性质理论
根据热力学的理论，物质会寻求存在于最低能量的状态，而关键便是个可以减少化学能的办法。水是极性物质，并因此可以在内部形成氢键，这使得它有许多独别的性质。但是，因为疏水物不是电子极化性的，它们无法形成氢键，所以水会对疏水物产生排斥，而使水本身可以互相形成氢键。这即是导致疏水作用（这名称并不正确，因为能量作用是来自亲水性的分子）的疏水效应，因此两个不相溶的相态（亲水性对疏水性）将会变化成使其界面的面积最小时的状态。此一效应可以在相分离的现象中被观察到。
超疏水性
超疏水性物质，如荷叶，具有极难被水沾溼的表面，其水在其表面的接触角超过150°，滑动角小于20°。
理论
- <math>\gamma_{SG}\ =\gamma_{SL}+\gamma_{LG}\cos{\theta}</math>
- 其中
- <math>\gamma_{SG}\ </math> = 固体和气体之间的表面张力
- <math>\gamma_{SL}\ </math> = 固体和液体之间的表面张力
- <math>\gamma_{LG}\ </math> = 液体和气体之间的表面张力
θ可以用接触角测量计来测量。
Wenzel确定了当液体直接接触微结构化的表面时，θ角会转变为<math>\theta_W*</math>
- <math>\cos{\theta}_W* = r \cos{\theta}</math>
其中，r为实际面积与投影面积的比率。Wenzel的方程显示了微结构化一个表面将会放大表面张力。疏水性表面（具有大于90°的接触角）在微结构化之后会变得更加疏水，其新的接触角将比原来增大。然而，一个亲水性表面（具有小于90°的接触角）在微结构化之后却会变得更加亲水，其新的接触角将比原来减小。
Cassie和Baxter发现如果液体悬浮在微结构表面，θ角将会变为<math>\theta_{CB}*</math>
- <math>\cos{\theta}_{CB}*</math> = φ(cos θ + 1) – 1
其中，φ为固体与液体接触面积的比例。在Cassie-Baxter状态下的液体比Wenzel状态下更具有运动性。
通过用以上两个方程计算出的新接触角，我们可以预测Wenzel状态或Cassie-Baxter状态是否应该存在。由于有自由能最小化的限制，预测出具有更小的新接触角的状态就会更可能存在。从数学上来说，要使Cassie-Baxter状态存在，以下的不等式必须成立。
- cos θ < (φ-1)/(r - φ)
最近提出的一个判断Cassie-Baxter状态是否存在的替代标准是：1)接触线力克服液滴未被支撑部分的重力；2)微结构足够高从而阻止液滴接触微结构的基底（即凹面）。
接触角是静态测量疏水性的方法，接触角滞后和滑动角则对疏水性的动态测量法。接触角滞后是一种鉴定表面异质性的现象。当移液器将液体注到固体表面时，液体就会形成一定的接触角。随着注入液体的增加，液滴的体积会随之增加，接触角也会变大，但三相边界会保持固定直到液体突然溢出。在液体溢出前瞬间的接触角被称为前进接触角。回退接触角可以通过将液体从液滴中吸出来测量。随着液体被吸出，液滴的体积减小，接触角也减小，但三相边界同样保持固定直到被完全吸回。在液体被吸回瞬间的接触角被称为回退接触角。而前进接触角和回退接触角之间的差异就是接触角滞后，它被用来鉴定表面的异质性、粗糙性和运动性。非同质的表面会有能够阻碍接触线的区域。滑动角是另一种动态测量疏水性的方法：在固体表面放置一个液点，倾斜表面知道液滴开始滑动，此时的倾斜角即为滑动角。处于Cassie-Baxter状态的液滴通常会表现出比Wenzel状态更小的滑动角和接触角滞后。
研究和应用
许多在自然界中找到的超疏水性物质都遵循Cassie定律，而它在次微米尺度下可以和空气组成双相物质。莲花效应便是基于此一原理而形成的。仿生学上，超疏水性物质的例子有利用奈米科技制作的nanopin膜（nanopin film）。
另见
外部连结
