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當(dāng)需要表征表面的潤濕性和附著性時(shí)，表面的化學(xué)性質(zhì)和形貌性質(zhì)在許多不同的應(yīng)用和工藝中都是重要的參數(shù),。潤濕性可以通過測量基材與給定液體間的接觸角來研究,。楊氏方程便描述了固、液,、氣三相間的平衡：

其中γsv,、γsl、γlv為界面張力,，θγ為楊氏接觸角,。楊氏方程假定材料表面化學(xué)均一，形貌光滑,。然而在真實(shí)的表面上述假定通常是不存在的,，在真實(shí)的表面上通常并不是一個(gè)平衡狀態(tài)下的接觸角值，而是在前進(jìn)角和后退角之間顯示一個(gè)接觸角范圍,。

在理想表面上使用楊氏方程,，測量的接觸角為楊氏接觸角（見上面圖片）。在真實(shí)的表面上,，實(shí)際接觸角是液體-流體界面的切線與實(shí)際固體局部表面之間的夾角（見下面圖片）,。然而，測量的接觸角是在宏觀上看到的,，液體-流體界面的切線和代表表觀固體表面的線之間的夾角,。實(shí)際接觸角值和表面接觸角值會有很大的差異。在理論上計(jì)算固體表面自由能時(shí),，應(yīng)采用實(shí)際接觸角,。

Wenzel方程描述了表面粗糙度與浸潤性之間的關(guān)系

粗糙度和潤濕性的關(guān)系是1936年Wenzel提出的，增加表面粗糙度可提高表現(xiàn)化學(xué)性質(zhì)引起的潤濕性,。例如,，表面在化學(xué)上是疏水的，當(dāng)增加表面粗糙度時(shí),，將變得更疏水,。Wenzel方程的具體表述如下：

θm為測量所得接觸角，θγ為楊氏接觸角,，r為粗糙度比率,。粗糙度比率的定義為實(shí)際和投影實(shí)體表面積的比值（光滑表面r=1,，粗糙表面r>1）。需要注意的是,，Wenzel方程是基于液體完全穿透粗糙表面的假設(shè),。Wenzel是一種近似值，對于粗糙表面來講液滴越大測試結(jié)果越接近真實(shí)值,。由此可知,，如果液滴比粗糙度尺度大兩到三個(gè)數(shù)量級，則適用Wenzel方程,。