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与江雷老师谈水黾

北京化工大学理学院 曹建平

（2005.9.30  高雪峰 冯琳在座）

曹：江老师，水黾身上的疏水物质你们提取到了吗？ 

江：没有。 

曹：你们知道水黾腿上的疏水物质是从哪来的吗？ 

江：我们知道是水黾口中分泌的，然后涂抹到水黾腿上的。 

曹：在你们的论文中，测了一种疏水物质的接触角（Fas－17，109°），又测了
水黾腿的接触角167°，不是同一物质比较接触角有意义吗？ 

江：Fas－17是公认的疏水能力最强的物质。 

（向江雷索要水黾口中疏水物质性质的资料，没有答复） 

曹：你们的论文中引用了一个接触角与液滴下空气比例关系的公式（cassie），
是你们证明公式正确还是公式证明你正确？ 

江：是我们证明公式正确。 

曹：疏水物质表面改变成纳米结构后为什么接触角会变大？ 

江：因cassie公式中指出，疏水物质与水的接触面含有空气时，接触角会变大。 

曹：为什么接触面含有空气接触角会变大，教科书中说气液固三相交界点上三相
间的作用力决定接触角大小。 

江：cassie是世界公认的，教科书过时了。 

曹：你们的论文上有一个测接触角的图片，我想问一下，其中的水滴直径是多少？
光学放大倍数是多少？ 

冯：直径是1.8毫米。 

曹：不对。1.8毫米的水滴怎么能待在水黾腿上？ 

江：我可以把两条水黾腿并在一起，水珠放在两腿中间。 

曹：嗯？ 

冯：对了，我们有一种可以测细丝上接触角的仪器。蜘蛛丝上的接触角都可以测。 

江：待会你参观一下就知道了。（当天参观没有兑现。） 

江：关于无舷船，我可以把疏水材料制成船腿后曲折排放到滑水板下，不用伸出
8万米。 

曹：曲折排放两腿间不可太靠近，水黾腿在水面踏出的坑宽约5毫米，如果两腿
间距小于5毫米两腿间的表面张力向上的分力将减小，当两腿并列到一起时，表
面张力只相当于一条腿的表面张力。如果滑水板下是一层疏水物质，那它的表面
张力只相当于滑水板周长产生的表面张力。 

江：水黾腿压入水中最大排水量非常大，是体重的15倍。 

曹：一条铁链的抗拉强度是铁链中最弱的一环，浮力与表面张力是串联关系。水
黾腿踏在水面上总要经过表面张力。 

江：无舷船是一个非常复杂的东西，你胆真大，敢计算出来，我不敢。 

曹：不是仿生吗？就应先按比例算算。

问题

　  １不同物质不在同状态下比较的接触角有意义吗？ 

 　 ２用cassie循环论证合适吗？ 

　  ３论文中接触角图片是怎么做的？水黾腿接触交的度数是怎么出来的？ 

　　４用排水量计算出的浮力，在船有舷时浮力被均匀分布在船身，使单位面积
上受压力不大，水黾腿疏水排水产生的浮力，最终要集中在水黾腿下的一线上，
只能由水黾腿下水的表面张力先承担，力再传到水黾腿上。水的浮力与表面张力
是铁链上的两个环，是串连关系，断一环链就断，无舷船就会下沉。无舷船若用
浮力支撑水上行走，人体的很大一部分要在水面以下，也无法行走。 

(XYS20060618)

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