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从润湿到粘附：临界表面张力（γc）如何重塑表界面科学
来源： 浏览 16 次 发布时间:2025-10-14
表面能决定粘附，清洁确保接触，
半个世纪前发现的这一原理至今仍是材料科学的基石。
1968年，当大多数科学家将粘附问题归因于化学键合强度时，美国海军研究实验室的R． E． Baier和W． A． Zisman在《Science》上发表了一篇开创性综述，将研究焦点转向了被忽视的界面润湿性。《Adhesion： Mechanisms That Assist or Impede It》系统阐述了固体表面能如何支配液体润湿行为，以及这对形成牢固粘接的决定性作用。
这篇论文奠定了现代表面科学的基础框架，其提出的临界表面张力（γc）概念，使表面能从抽象概念转化为可测量、可调控的工程参数。直至今日，无论是智能手机的胶合、飞机的复合材料结构，还是船舶的防污涂层，其背后都有这套理论的影子。
01 粘附的根本矛盾：为什么强粘接如此困难？
理想的粘接需要粘合剂液体在固体表面完全铺展，然后固化形成连续连接。但现实中的表面远非理想：任何固体表面都有粗糙度，粘合剂可能无法完全填充微观凹谷，形成界面空隙。
这些微小的界面空隙会成为应力集中点，其削弱接头强度的程度远超过其面积占比。Zisman和Baier指出，解决这一问题的关键不在于寻找更强粘性的胶水，而在于确保液体能够充分润湿固体表面。
杨氏方程（Young’s Equation）揭示了润湿性的量化标准：γ