物理学家们对液体与其他物质的行为有了新的认识

布里斯托大学的物理学家使用一系列理论和模拟方法表明，与底物接触的液体可以表现出有限数量的行为类别，并可以识别出重要的新行为。

他们的发现发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上，挑战了人们对润湿和干燥阶段行为的公认观点。

作者提供了一个牢固的概念框架，用于调整新材料的性能，包括寻找超强疏水性基质，例如从挡风玻璃中排出水，以及了解生物分子长度范围内的疏水相互作用。

当从固体基材排斥诸如水的液体时，产生的液滴表现出大的接触角。这被称为疏水状态，如果接触角很大，则称为超疏水状态，因此液滴形成接近球形的形状。

相反，如果基材足够强烈地吸引液体(换句话说，是亲水性基材)，则会产生较小的接触角，并且液滴会散布在整个表面上。

表面是疏水的还是亲水的，取决于基材和液体之间的分子吸引程度。

控制吸引力是基材润湿性的关键，而润湿性决定了多少物理和生物系统起作用。例如，植物叶片通常是疏水性的，从而使其在雨中保持干燥，从而可以通过其孔隙进行气体交换。但是，诸如油漆，油墨和润滑剂之类的液体需要散布开来以覆盖或“弄湿”表面。

基于前布里斯托尔博士获得的早期见识 学生Maria Stewart博士，Bob Evans教授和Nigel Wilding教授将许多理论和模拟技术应用于现实流体模型，以研究疏水性和亲水性基质的特性。

他们发现了丰富而出乎意料的行为，例如与超疏水基质上的“临界干燥”现象相关的密度波动。

埃文斯教授说：“弄清控制液体在固体基质上的接触角的因素是一个贯穿于物理，化学和材料科学的长期科学问题。由于缺乏对这一领域的全面统一的理解，阻碍了这一进展。我们的结果表明，这些转变的特性敏感地取决于流体-流体和底物-流体相互作用的范围以及温度。”

怀尔德教授补充说：“我们的工作发现了以前无法识别的表面相图类别，大多数与基质接触的液体的实验和模拟研究都属于该类别。特别有趣的特征涉及超疏水基质附近的水，人们可以观察到“临界”现象。 “干燥”为θ→180°。这是通过发散的密度波动来表示的，该波动导致丰富的结构特性，包括靠近基材附近的蒸汽气泡的分形排列。”