時には水が表面に当たると均等に広がり、時には小さな液滴になることもあります。 人々は古くからこれらの違いに気づいてきましたが、これらの特性をよりよく理解し、それらを制御する新しい方法は、重要な新しいアプリケーションを
水に対して特別な親和性を持つ材料—それが広がり、接触を最大限にするもの—は親水性として知られています。, 自然に水をはじき、液滴を形成させるものは疎水性として知られています。 MITの機械工学の准教授であるKripa Varanasi氏は、どちらのクラスの材料も、発電所、電子機器、飛行機の翼、淡水化プラントなどの技術の性能に大きな影響を与える可能性があると述べています。 親水性および疎水性表面の改善は、調味料がちょうどすぐに滑るケチャップボトル、霧がかかることのないガラス、または所定の量の燃料からより多くの電気を絞る発電所を提供することができる。,

写真提供：Rong XiaoとNenad Miljkovic

親水性および疎水性材料は、平らな表面上の水の形状、具体的には液滴の縁とその下の表面との間の角度 これを接触角と呼びます。
液滴が広がり、表面の広い領域を濡らすと、接触角は90度未満であり、その表面は親水性または水を愛する（水、水力、愛、philosのギリシャ語から）と考えられ, しかし、液滴が熱い鉄板上の水滴のような表面にほとんど触れない球を形成する場合、接触角は90度以上であり、表面は疎水性または水を恐れている。
しかし、用語はそこに止まらない：疎水性および親水性材料に関する現在のほとんどの研究は、極端なケース、すなわち超疎水性および超親水性材料 これらの用語の定義はあまり正確ではありませんが、タイトな液滴が160度以上の接触角を形成する表面は、超疎水性と考えられています。, 液滴が約20度未満の接触角で、ほぼ平坦に広がっている場合、表面は超親水性である。
“多くの場合、工学に役立つのは極端な行動です”とMITの機械工学の准教授であるEvelyn Wangは言います。 例えば、淡水化プラントや発電所のコンデンサーの表面は、超疎水性であるときに最適に機能するため、液滴は常に滑り落ち、新しいものに置き換えることができます。, 逆に、過熱することからのそれを保つために表面に水が流れる適用のために水と表面間の最高の接触を保証するsuperhydrophilic材料があることは望ましいです。
なぜこれらの現象が起こるのですか？ それは本質的に使用される材料の特性によって決定される表面化学の問題です。 例えば、材料が疎水性である場合、その表面にナノパターンを作り出すと、液滴との接触面積が増え、効果が増幅され、表面が超疎水性になります。, 同様に、親水性表面のナノパッターニングは、それを超親水性にすることができる。 （ただし、特殊な種類のパターニングが実際に材料の通常の特性を逆転させることができる場合は例外があります。)
現実世界の状況でよくあるように、物事が動いているときはより複雑になります。 例えば、平らな面が傾いていると、その上の液滴が滑り始め、その形状が歪むことがあります。, したがって、静的接触角の測定だけでなく、サーフェスの特性を完全に理解するには、サーフェスが傾いたときに、その前進（前面）と後退（背面）のエッジでの接触角がどのように異なるかを分析する必要があります。
自然界は疎水性と親水性の表面でいっぱいであるため、この現象の基礎は少なくとも二世紀にわたって科学者によって知られてきました。 例えば、ハスの葉は疎水性材料のよく知られた例であり、水に生息する植物が水浸しになるのを保護する。, アフリカのナミブ砂漠のstenocaraカブトムシのようないくつかの種は、両方の特性を組み合わせています：昆虫の背中と翼は霧からの結露を促進する親水性の隆起を有し、これらは疎水性の谷に囲まれており、結果として生じた液滴を収集し、カブトムシの口に向かってそれらを漏斗—それは地球の最も乾燥した場所の一つで生き残ることができます。
疎水性および親水性表面における現代の関心の一つの領域は、エネルギー効率に関係しています。, MITやその他の研究者によって開発中の超疎水性表面は、発電所コンデンサーの熱伝達を改善し、全体的な効率を高める可能性があります。 このような表面は、海水淡水化プラントの効率を高めることもできる。,
新しい技術もこの分野に貢献しています：バンプやリッジがわずか数億メートルで、ナノパターン表面を作成する能力は、水をつかむと水を流す材料の新しい世代を可能にし、運動中の表面の新しいresolution解能イメージングは、関係するプロセスのより良い理解を可能にしました。
新しい技術によって可能にされた研究は、十年二年前には考えられない詳細なレベルでこれらの行動を理解し、操作することが可能になります。, しかし、時には新しい方法は、科学者がずっと前に考え出したものをどれだけうまく示しています：”それは驚くべきことです”とバラナシは言います、”私たちが今検証できるもののいくつかは一世紀前”