表面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)指(zhi)的(de)(de)是液(ye)體表面(mian)(mian)(mian)任意(yi)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)鄰部分之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)(jian)垂直于(yu)它們的(de)(de)單位長度分界線(xian)相(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)(hu)作用的(de)(de)拉力(li)(li)(li)(li)。表面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)形(xing)成(cheng)同處在(zai)液(ye)體表面(mian)(mian)(mian)薄層內的(de)(de)分子的(de)(de)特殊(shu)受力(li)(li)(li)(li)狀態密(mi)切相(xiang)(xiang)(xiang)關。表面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)還存在(zai)于(yu)不(bu)同相(xiang)(xiang)(xiang)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)界面(mian)(mian)(mian)，并非(fei)只限于(yu)液(ye)－氣之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)(jian)，其他如(ru)(ru)液(ye)－固(gu)和氣－固(gu)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)(jian)也(ye)(ye)有，甚至不(bu)互(hu)(hu)溶的(de)(de)兩(liang)液(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)(jian)也(ye)(ye)有表面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)，它們更(geng)正確(que)的(de)(de)名(ming)稱應為界面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)。當一液(ye)滴(di)在(zai)固(gu)體表面(mian)(mian)(mian)上(shang)，在(zai)氣、固(gu)、液(ye)三相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)交會點相(xiang)(xiang)(xiang)互(hu)(hu)間(jian)(jian)(jian)的(de)(de)表面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)成(cheng)一平衡狀態，因此產生了液(ye)相(xiang)(xiang)(xiang)與(yu)固(gu)相(xiang)(xiang)(xiang)界面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)接(jie)觸(chu)(chu)角。液(ye)滴(di)在(zai)固(gu)體表面(mian)(mian)(mian)上(shang)有兩(liang)種極(ji)端的(de)(de)情況，如(ru)(ru)果(guo)液(ye)體完全潤濕(shi)固(gu)體表面(mian)(mian)(mian)，則(ze)接(jie)觸(chu)(chu)角趨(qu)近于(yu)0，如(ru)(ru)水在(zai)玻(bo)璃(li)(li)表面(mian)(mian)(mian)上(shang)。如(ru)(ru)果(guo)液(ye)體完全不(bu)潤濕(shi)固(gu)體表面(mian)(mian)(mian)，則(ze)接(jie)觸(chu)(chu)角趨(qu)近于(yu)180度，這(zhe)時液(ye)體成(cheng)為球滴(di)，如(ru)(ru)水銀在(zai)玻(bo)璃(li)(li)上(shang)或水在(zai)鐵氟龍表面(mian)(mian)(mian)上(shang)。表面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)存在(zai)形(xing)成(cheng)了一系列日常生活中可以觀察到(dao)的(de)(de)特殊(shu)現象。

生活中存在的一些表面張力現象

細(xi)心觀(guan)察蓮花(hua)、芋(yu)頭(tou)葉(xie)(xie)及甘藍菜的(de)(de)(de)葉(xie)(xie)面(mian)(mian)，我們(men)發現水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)珠可以在(zai)這些葉(xie)(xie)面(mian)(mian)上自由的(de)(de)(de)滾動(dong)。自來(lai)(lai)(lai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)筆的(de)(de)(de)墨(mo)(mo)(mo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)不(bu)(bu)會(hui)(hui)因地心引(yin)力(li)(li)而(er)滴(di)出(chu)、毛(mao)(mao)筆上的(de)(de)(de)墨(mo)(mo)(mo)汁不(bu)(bu)會(hui)(hui)掉(diao)下來(lai)(lai)(lai)。水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)滴(di)在(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)龍頭(tou)下會(hui)(hui)慢慢形成一個球狀(zhuang)的(de)(de)(de)液(ye)(ye)滴(di)再(zai)滴(di)下來(lai)(lai)(lai)，肥皂泡泡吹出(chu)來(lai)(lai)(lai)不(bu)(bu)會(hui)(hui)破。這些現象都是(shi)(shi)和表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)有關(guan)。水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)珠能在(zai)荷(he)葉(xie)(xie)上自由的(de)(de)(de)滾動(dong)，這是(shi)(shi)因為(wei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)在(zai)葉(xie)(xie)面(mian)(mian)上的(de)(de)(de)接觸角介于130～160度之間，接觸角大(da)顯示出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)珠不(bu)(bu)易潤濕(shi)表(biao)面(mian)(mian)。而(er)自來(lai)(lai)(lai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)筆的(de)(de)(de)墨(mo)(mo)(mo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)不(bu)(bu)會(hui)(hui)滴(di)出(chu)來(lai)(lai)(lai)以及毛(mao)(mao)筆的(de)(de)(de)墨(mo)(mo)(mo)汁不(bu)(bu)會(hui)(hui)掉(diao)下來(lai)(lai)(lai)是(shi)(shi)因為(wei)液(ye)(ye)體的(de)(de)(de)毛(mao)(mao)細(xi)管(guan)現象。因為(wei)毛(mao)(mao)細(xi)管(guan)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)與(yu)管(guan)壁的(de)(de)(de)接觸角小于90度，表(biao)示水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)與(yu)管(guan)壁的(de)(de)(de)附著力(li)(li)較水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分子間的(de)(de)(de)內聚力(li)(li)大(da)，由于附著力(li)(li)與(yu)表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)的(de)(de)(de)相(xiang)互作用，一垂直毛(mao)(mao)細(xi)管(guan)端的(de)(de)(de)液(ye)(ye)滴(di)會(hui)(hui)被吸住，并和重(zhong)力(li)(li)達(da)到平衡，這就是(shi)(shi)自來(lai)(lai)(lai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)筆的(de)(de)(de)墨(mo)(mo)(mo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)不(bu)(bu)會(hui)(hui)因地心引(yin)力(li)(li)而(er)滴(di)出(chu)的(de)(de)(de)原因。而(er)便宜的(de)(de)(de)原子筆往往因表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)的(de)(de)(de)控制不(bu)(bu)良(liang)而(er)不(bu)(bu)順暢或(huo)油墨(mo)(mo)(mo)溢出(chu)。毛(mao)(mao)筆上的(de)(de)(de)墨(mo)(mo)(mo)汁不(bu)(bu)會(hui)(hui)掉(diao)下來(lai)(lai)(lai)也是(shi)(shi)毛(mao)(mao)細(xi)現象的(de)(de)(de)關(guan)系。

表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力牽(qian)涉到(dao)生活(huo)中許許多(duo)多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特殊現(xian)象(xiang)(xiang)，在(zai)與表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力有(you)關的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各種(zhong)(zhong)(zhong)現(xian)象(xiang)(xiang)中，接(jie)觸(chu)角(jiao)(jiao)扮演著(zhu)極為(wei)(wei)重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)(jiao)色(se)，藉(jie)由改變表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力可以控制接(jie)觸(chu)角(jiao)(jiao)，進而應用由表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力所牽(qian)涉到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各種(zhong)(zhong)(zhong)現(xian)象(xiang)(xiang)。例(li)如當液體表(biao)面(mian)(mian)(mian)累(lei)積有(you)電荷時，由于同性相斥的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系，拉伸薄膜所需的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力就(jiu)會減少，表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力也因而降低。電濕潤（electrowetting）就(jiu)是利用這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)現(xian)象(xiang)(xiang)，在(zai)液面(mian)(mian)(mian)施一電壓，藉(jie)由表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)減少和接(jie)觸(chu)角(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)改變，掌控液－固間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)潤濕狀(zhuang)態(tai)。蓮葉的(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)(zi)潔功能(neng)是由于納(na)米的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)纖(xian)毛結構使其具有(you)與水的(de)(de)(de)(de)(de)(de)超高(gao)接(jie)觸(chu)角(jiao)(jiao)。科學家在(zai)了(le)解(jie)這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)自(zi)(zi)(zi)然界神奇功能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原理(li)后，開發出可以運用在(zai)建筑物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)外墻、汽車的(de)(de)(de)(de)(de)(de)烤漆(qi)、衛(wei)浴設(she)備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)瓷釉上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)涂層，這(zhe)些涂層材料達到(dao)自(zi)(zi)(zi)潔的(de)(de)(de)(de)(de)(de)功效(xiao)，成為(wei)(wei)真正(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)「不沾鍋」，在(zai)生活(huo)中廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用。

表(biao)(biao)面張(zhang)力(li)(li)以(yi)及接觸角的(de)測試可以(yi)通過專業的(de)表(biao)(biao)面張(zhang)力(li)(li)儀器測試。一般來(lai)說(shuo)測量液體(ti)表(biao)(biao)面張(zhang)力(li)(li)值的(de)測定儀器，基于原(yuan)理的(de)不同可以(yi)分(fen)為白金板法(fa)(fa)(fa)、白金環法(fa)(fa)(fa)、大(da)氣泡法(fa)(fa)(fa)、懸滴(di)法(fa)(fa)(fa)、滴(di)體(ti)積法(fa)(fa)(fa)以(yi)及滴(di)重法(fa)(fa)(fa)等原(yuan)理，實現液體(ti)的(de)表(biao)(biao)面張(zhang)力(li)(li)值的(de)測量。