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洗澡洗幹凈是什麽樣子的?可以達到水「既不聚成水滴,也不成股流下」的狀態嘛?

2020-11-16科學

如果你洗澡洗得 足夠幹凈 了,絕對不可能出現「既不聚成水滴,也不成股流下」; 反而會是聚整合滴

我們來談談為什麽。你想想,我們是在什麽時候提出的需要「既不聚成水滴,也不成股流下」的?是在講述常見玻璃容器的清洗時——我說常見玻璃,指的是一般燒杯、量筒、移液管等等這種的玻璃,而不包括有機玻璃。那麽,為什麽「既不聚成水滴,也不成股流下」會成為它們被洗幹凈了的標準呢?我們還得先從浸潤性(wettability)說起。

所謂浸潤性,指的是一種液體在固體表面鋪展的能力 [1] 。比如液體在固體表面會有接觸角 \theta_c ,而這個角度的數值取決於液體和固體間的親和力 [2] 。當液體和固體間有較強的親和力時, \theta_c<90^{\circ} ,此時稱其為浸潤;而如果液體和固體間的親和力較弱,則 \theta_c>90^{\circ} ,此時稱其為不浸潤。

接觸角;浸潤(左)和不浸潤(右)的示意圖

而當這個液體是水時,則浸潤與否取決於固體表面是親水的還是疏水的。在親水固體表面就會浸潤,水會鋪開,比如說藍寶石 [3] 、玻璃等就是這一類情形。而在疏水固體表面就不浸潤,水會形成水滴,比如塑膠、有機玻璃、油脂等就是這一類情形。

一般實驗室中用的燒杯、量筒以及移液管等等,都是玻璃材質的,所以都是親水的。那麽如果它們絕對幹凈的話,水在其表面就應該鋪開,而不應「聚整合滴,成股流下」;如果聚整合滴了,就說明那個位置可能有些油性物質。

另外,感謝評論區指出,手機螢幕一般都是親水的鋼化玻璃材質,然後表面加上一層疏水疏油塗層 [4] 。這層塗層容易損耗,就會使得手機螢幕從疏水的變成親水的。比如我的iPhone 6 Plus使用年限很久了,塗層已經完全損耗了,水在其表面就是鋪開的——這也是為什麽我發現當其表面沾上水了後,沾水位置的觸屏功能就不再靈敏了。而我的較新的某安卓手機看來目前塗層還在,螢幕表面依然是疏水的,水滴在其表面不浸潤——所以就算沾上了水也可以繼續觸屏操作的。比如從下圖中就可以看得很清楚——左邊的手機是iPhone 6 Plus,水在其表面鋪開;右邊的手機是較新的安卓手機,水在其表面不浸潤形成水滴。

水在塗層已經磨損的手機螢幕表面鋪開(左)而在未磨損的手機螢幕表面形成水滴(右)

現在讓我們回到最初的洗澡的問題。那麽我們這時候只需要考慮幹凈的皮膚表面到底是疏水的還是親水的就可以了。根據一項研究表面,足夠幹凈的皮膚,像塑膠一樣,是疏水的——接觸角大約為 120^{\circ} [5] . 他們發現,如果只是簡單的用水清洗,接觸角大約為 56^{\circ} ,也就是親水的;如果用肥皂進行仔細清洗,然後再多次洗手洗掉肥皂的殘留,此時接觸角提高到了 104^{\circ} ,也就是弱疏水性;如果用肥皂和清水多次清洗後,再用丙酮等有機溶劑進行深度清潔後,接觸角將提高到 120^{\circ}\sim 130^{\circ} ——此時已經是和塑膠的疏水性差不多了 [5]

也就是說,如果你洗澡洗得足夠幹凈,那麽身上的水就應該聚整合滴;哪怕你沒法用有機溶劑進行深度清潔,只用肥皂或者沐浴露也應該能做到形成水滴(因為接觸角依然大於 90^{\circ} )。如果沒能在身上形成水滴,只能說明你還沒洗幹凈。

我創作的一些其他的關於水的冷知識:

參考

  1. ^https://baike.baidu.com/item/润湿性
  2. ^https://zh.wikipedia.org/wiki/接觸角
  3. ^ 藍寶石是寶石級剛玉中除紅色的紅寶石之外,其它顏色剛玉寶石的通稱,不一定是藍色的(可以是無色的)。主要成分是氧化鋁(Al2O3)。
  4. ^ 商業叫法是疏油層,實際上是疏水疏油塗層 https://news.mydrivers.com/1/579/579179.htm
  5. ^ a b Human skin, like polyethylene film, is generally hydrophobic; Chem. Eng. News 1967, 45, 18, 24