1.超親水表面的設計與解釋
這是Wenzel模型最成功、最直接的應用領域。通過構建粗糙結構,可以顯著增強親水材料的親水性,甚至實現接觸角接近0°的“超親水"現象(液體全鋪展)。經典案例: 二氧化鈦(TiO?)薄膜。本身具有親水性,在經過處理形成微納復合粗糙結構后,水會迅速鋪展形成水膜,表現出自清潔(“防霧")效應。
2.解釋某些高粘附性疏水表面
有些表面雖然本征是疏水的(θ_Y > 90°),且接觸角很大(可能>150°),但液滴卻牢牢粘附在表面上,無法滾動。這通常意味著液滴處于 “Wenzel狀態"而非“Cassie狀態"。在這種情況下,液體已經全浸潤了粗糙結構,雖然表觀接觸角很大(因為θ_Y > 90°,r放大了疏水性),但液滴與固體的實際接觸面積非常大,導致強的附著力。這可以看作是Wenzel模型在疏水材料上的體現,但通常這不是人們期望的超疏水效果。
3.作為Cassie狀態穩定性的“評判基準"
在研究和設計超疏水表面時,Wenzel狀態是那個需要極力避免的“失敗狀態"。因此,科學家會計算Wenzel狀態的能量,并與Cassie狀態的能量進行比較。兩者之間的能量差,構成了阻止態轉變的能壘。在這種情況下,Wenzel模型是進行理論分析和穩定性預測的必要工具。