滑石表面既亲水又疏水的分子解释
化学物理
2011-09-21 v1
摘要
虽然单个水分子会强烈吸附在滑石表面（亲水行为），但水滴在同一表面上会聚集成珠（疏水行为）。为了合理解释这种二分性，我们研究了表面微观结构以及粘附（表面 - 水）相互作用强度对表面疏水性的影响。我们表明，在低相对湿度下，粘附与处于气相的有利熵之间的竞争决定了表面覆盖度。然而，在饱和状态下，决定表面疏水性的是粘附与内聚（水 - 水相互作用）之间的竞争。滑石中的粘附相互作用足够强，可以克服不利的熵，因此水会强烈吸附在滑石表面。然而，这些相互作用太弱，无法克服内聚相互作用，因此水会在滑石表面聚集成珠。令人惊讶的是，即使是具有高粘附性的（类滑石）表面，在饱和时也不会完全润湿。相反，水滴会在强烈吸附的单层水之上形成。我们的结果表明，悬浮在水中的疏水性沸石内部可能含有吸附水分子，其压力远小于侵入压力。
引用
@article{arxiv.1109.4284,
title = {Molecular explanation for why talc surfaces can be both hydrophilic and hydrophobic},
author = {Benjamin Rotenberg and Amish J. Patel and David Chandler},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.4284},
year = {2011}
}