例如，尺寸为25nm的纳米二氧化钛
TiO₂ 是一种两性氧化物，表面同时存在 Ti–O 键和表面羟基（–OH），使其具有亲水倾向。在干燥状态下，表面羟基数量有限，润湿性相对较弱；在水或潮湿环境中，表面容易吸附水分子形成羟基，显著增强亲水性，尤其在紫外光照射下（光催化作用）会进一步增强亲水性。纳米颗粒（尤其是25 nm）具有极高的比表面积和表面原子比例，导致其表面能非常高；高表面能使纳米 TiO₂ 更容易吸附水分子或其他极性液体，从而表现出更强的亲水性，甚至比微米级 TiO₂ 更亲水。在溶液中或实际应用中，25 nm 的 TiO₂ 颗粒容易发生软团聚或硬团聚，形成微米级聚集体；这些团聚体的尺寸、形貌和孔隙结构会显著影响其表观润湿性，可能使整体表现介于亲水与疏水之间，与单个颗粒的理论润湿性存在偏差。
什么是表面能与表面湿润性
表面能：表面原子比物质内部的原子具有更多的能量，因此，根据能量最低原理，原子会自发的趋于物质内部而不是表面。把大块材料分解成小块材料后，所需要的能量与小块材料表面所增加的能量相等，即表面能增加。新形成的表面需要和其他物质产生吸附，以使得表面能量降低。
表面湿润性：固体表面能越高，液体越有可能润湿该固体表面。
亲疏水性的测定以及什么是亲疏水
https://doi.org/10.1515/pac-2014-1206
测定静态接触角 θ、前进接触角 θA 和后退接触角 θR 的示意图。在实验中，θ 的测定方法是首先将微注射器中的液滴（5 μL）轻轻沉积在水平的平面固体表面上。
(a) 静态接触角 θ，(b) 前进接触角 θA 和后退接触角 θR（γLV、γSV 和 γSL 分别为液体-蒸汽、固体-蒸汽和固体-液体界面的表面张力）。
液滴达到静态稳定状态后，液滴的图像由测角仪中的摄像头捕捉。固体-蒸汽、液体-蒸汽和固体-液体界面之间的表面张力平衡所产生的切角就是杨氏接触角，通常称为静态接触角θ。前进和后退接触角（θA 和 θR）由液滴膨胀/收缩法确定。具体来说，θA 是无柄液滴膨胀时测得的角度，例如，通过向无柄液滴连续添加少量液体（0.15 μL/s），液滴从 ∼2 μL 膨胀到 20 μL。后退接触角 θR 是通过从扩大的无柄液滴中抽出少量液体来确定的。
疏水性和亲水性是表面科学中最重要的概念之一。在希腊语中，hydro 表示水，philicity 表示亲和力，phobicity 表示缺乏亲和力。在科学界，研究人员普遍认为，当表面的静态水接触角 θ >90° 时，该表面是疏水的；当 θ
事实上，这一定义最近受到了 Gao 和 McCarthy 的质疑，他们将 “特氟龙 “称为 “亲水性”，因为它与水有很高的粘附性。其他人也注意到了这一定义的不足。Van Oss建议使用水合自由能（ΔGsl）来衡量亲水性和疏水性。根据对一些化合物水合自由能的分析，他发现当 ΔGsl > -113 mJ/m2 时，疏水性化合物在水中相互吸引；而当 ΔGsl 2 时，它们相互排斥。建议将-113 mJ/m2 作为疏水性和亲水性之间的临界值。
Vogler根据长程疏水相互作用的出现和消失，提出了 θ ∼ 65° 的临界值。这两个定义实际上与水表面亲和力关系不大。相反，临界点显示了表面活性剂分子在水中疏水效应的提高。作者提出了亲水性和疏水性的改进定义。θRR >90°。作者讨论了疏水性的基本机制。此外，当表面的 θR >90°且 θA ≥145°时，该表面被定义为超疏水性表面。水和超疏水表面之间没有明显的吸引力。
本文源自微信公众号：材料er
原文标题：《纳米颗粒的亲疏水性可以用接触角表征吗？跟宏观材料的有区别吗》
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/NFHt8UlviOYghm7-MtNnCQ
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