В настоящее время в теории смачивания сложилась, как мне представляется, парадоксальная, противоречивая ситуация. Она заключается в том, что в нашей науке (и зарубежной тоже) одновременно сосуществуют два подхода, две концепции при оценке системы твердое тело / жидкость / пар и, соответственно, при определении краевого угла смачивания: механический и термодинамический. Причем обе концепции считаются правильными. Правда, термодинамическая считается более полной, основной. Она занимает сейчас монопольно господствующее положение. К сожалению, имеющиеся экспериментальные данные, как будет показано ниже, не подтверждают эту концепцию.

В соответствии с новой концепцией такое положение считается неприемлемым, ибо обе концепции являются взаимоисключающими друг друга. Ведь это аксиома: если рассматриваемая система является термодинамической, то нельзя применять законы и положения механики, а если механической – законы термодинамики.

На основании термодинамического подхода было получено одно из основных уравнений физики поверхностных явлений, широко известное уравнение Юнга краевого угла смачивания.

При этом следует подчеркнуть, что сам Т. Юнг рассматривал указанную систему, как разновидность механической системы, основанной на взаимодействии возникающих при смачивании сил: сил притяжения молекул жидкости к твердой поверхности (сил адгезии) и сил притяжения между молекулами жидкости (сил когезии). Именно об этом Юнг написал в своей знаменитой работе «Essay on the Cohesion of Fluids» (декабрь 1804 г.).

В разделе VII «Когезионное притяжение твердых тел и жидкостей» этой работы Юнг прямо указал три силы, действующие на угловые грани при трехфазном контакте твердое тело / жидкость / пар. Одна сила действует в направлении свободной поверхности жидкости, вторая сила – в направлении общей поверхности твердое тело / жидкость и третья сила (сила адгезии) – в направлении поверхности открытого слоя твердого тела. Условия равновесия системы твердое тело / жидкость / пар достигаются при равновесии этих трех сил, т. е. когда равнодействующая этих трех сил равна нулю. И далее в том же разделе VII Юнг рассматривает случай, когда угол жидкости (краевой угол смачивания) тупой. Проекция поверхностной когезии жидкости (проекция силы поверхностного натяжения), пропорциональная косинусу угла наклона (косинусу краевого угла смачивания), добавленная к силе твердого тела (к силе адгезии твердого тела) будут равны сумме сил общей поверхности твердого тела и жидкости или разнице этих сил. Здесь в скобках указана современная терминология, принятая в теории смачивания.

Таким образом, при оценке системы твердое тело / жидкость / пар и при определении величины краевого угла смачивания Т. Юнг строго придерживался механического подхода: условие равновесия системы определяются условием равновесия действующих в системе сил.

На основании механической концепции Юнга были разработаны основы новой теории смачивания, ранее представленные в виде моих отдельных опубликованных статей. Однако отдел НИР МГУ им. М.В. Ломоносова обратился с просьбой представить теорию в более компактном виде, что я и сделал. Работа включает шесть основных разделов. В конце каждого раздела даются выводы и литература. Базируясь на механическую концепцию оценки системы твердое тело / жидкость / пар, рассмотрены некоторые основные проблемы теории смачивания. Они связаны с уравнением краевого угла смачивания, с работой адгезии, с определением области действия сил адгезии вокруг сидящей на твердой поверхности капли жидкости и с капиллярным поднятием жидкости.

В разделе VI, на основании полученных соотношений, впервые получены результаты экспериментальной оценки величин сил адгезии с помощью капиллярной трубки. Конечно, в дальнейшем отдельные положения теории будут, по-видимому, корректироваться, уточняться и сама теория будет дополняться новыми разделами. Незыблемой остается только механическая концепция оценки системы твердое тело / жидкость / пар.

Следует отметить, что в рамках настоящей работы был рассмотрен только простой случай физического смачивания (нет химических реакций, процессов растворения и др.) низкоэнергетических (σ_SV < 100 мН/м) гладких однородных твердых поверхностей однокомпонентными низкоэнергетическими (σ_LV < 100 мН/м) жидкостями. Как показала практика, новая теория удовлетворительно работает применительно к большому классу пластиков.