超疏水的三大理论模型353

超疏水表面是一种具有极高疏水性的表面，水滴在上面会形成几乎完美的球形，并且与表面的接触角非常大。超疏水表面的开发和应用受到了广泛的关注，在拒水、抗污、自清洁等领域有着重要的应用前景。

目前，关于超疏水的理论模型主要有以下三大类：Wenzel模型、Cassie-Baxter模型和Fakir模型。

Wenzel模型

Wenzel模型是最简单的超疏水理论模型，它假设水滴完全浸润超疏水表面，即水滴与表面的接触面积为最大。在这种情况下，超疏水表面的表观接触角（θapp）与表面的固有接触角（θ）之间的关系为：

θapp = r θ

其中，r 为表面的粗糙度因子，表示表面的实际面积与投影面积之比。对于平滑表面，r=1，则θapp=θ。对于粗糙表面，r>1，则θapp大于θ。

Cassie-Baxter模型

Cassie-Baxter模型假设水滴部分浸润超疏水表面，即水滴与表面的接触面积小于最大接触面积。在这种情况下，超疏水表面的表观接触角与表面的固有接触角之间的关系为：

cos θapp = f cos θ + (1-f)

其中，f 为表面的固有面积与实际接触面积之比。对于平滑表面，f=1，则θapp=θ。对于粗糙表面，f

2025-01-08

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