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材料的表面能与尺寸没什么关系,只与暴露什么表面有关系,因为不同指数的晶面具有的能量是不同的,一般来说晶体总是优先暴露能量最低的低能表面,如果要得到以高能表面为暴露面的晶体则必须采用特殊的方法。
对于真实的材料表面,其疏水性应当用接触角的大小来评价。假设一个材料表面是两种成分组成的,每种成分所占的面积分数分别为f1和f2,与水的接触角分别是θ1和θ2, 那么这个表面的接触角θa的余弦值cosθa=f1cosθ1+f2cosθ2,这就是Cassie公式。
具体到你的晶体,如果针与针之间的空隙全部都被空气填满,那么材料表面就可以看做由晶体和空气两种成分组成,f1和f2分别是晶体和空气在这个混合表面上所占的面积分数,θ2则是空气与水之间的接触角,应该等于180度,于是Cassie公式就化简为
cosθa=f1cosθ1-f2,由此,不难理解,当f2趋向于1,即f1趋向于0的时候,不管θ1是多大(即不管材料本身是亲水的还是疏水的),θa都趋向于180度,这就告诉我们,只要精确控制材料的微观表面形貌,令f1趋向于0,那么,不管晶体本身亲水还是疏水,都可以得到一种超疏水表面。
不知道我说的能不能让你明白,表达能力有限,呵呵