冰面水的宏观接触角

润湿性衡量液体相对于基底的亲和力，决定了表面是亲液还是疏液。当液体和固体相由相同化学物质组成且处于热力学平衡时，理论上应实现完全润湿，正如熔融金属在其固态对应物上铺展开的例子所示。然而，对于水和冰的情况并非如此。尽管对水在冰面上的部分润湿已有日益一致的共识，并且已有多个估计值，但是否存在这些数值对应的平衡接触角（不受热效应影响）仍是一个未解决的问题。本文通过实验方法来回应这一问题，并通过理论论证证明了水在冰面上存在宏观接触角。确切地控制表面温度后，我们观察到在接近熔点时，铺展不受热效应和相变的影响。接触线运动的时间尺度由惯性-毛细平衡驱动，而向平衡的演化则由粘性-毛细动力学描述，因而是毛细相关的，而非热相关的。此外，我们表明该接触角在低于1开尔文的超冷条件下保持恒定。通过这种方式，我们表明水在冰面上存在非零平衡接触角，其值非常接近12度。我们预期这一关键发现将显著改善对包含相变的毛细流动的理解，尤其在冰形成和冰巷学中都有应用价值，也有助于开发用于解决三线动力学的数值方法。