Закон Кассье

11.03.2021

Закон Кассье определяет эффективное значение угла контакта θc с жидкостью в случае неоднородной поверхности. Закон объясняет, как можно увеличить значение контактного угла для поверхности, всего лишь придав ей шероховатость. Математическое выражение закона следующее:

cos ⁡ θ c = γ 1 cos ⁡ θ 1 + γ 2 cos ⁡ θ 2 , {displaystyle cos heta _{c}=gamma _{1}cos heta _{1}+gamma _{2}cos heta _{2},}

где θ1 — угол контакта компонента 1, присутствующего в композиционном материале, с долей площади поверхности γ1, а θ2 — угол контакта компонента 2 с долей площади поверхности γ2. Особое значение это уравнение приобретает в случае двухкомпонентной системы, когда вторым компонентом является воздух с углом контакта 180°. При подстановке косинуса 180°, равного −1, уравнение упрощается:

cos ⁡ θ c = γ 1 ( cos ⁡ θ 1 + 1 ) − 1. {displaystyle cos heta _{c}=gamma _{1}(cos heta _{1}+1)-1.}

Видно, что при малых γ1 и больших θ1 возможно создание поверхности с очень большим углом контакта. Исследование Кассье показало, что водоотталкивающее свойство оперения уток обусловлено самой его природой, а не иными причинами, такими как присутствие защитных жироподобных веществ. Водомерки также используют это явление. Появляются и искусственные сверхгидрофобные материалы (например, нанопин-плёнка), основанные на использовании этого закона.