L’idrofilia è la tendenza di una superficie a bagnarsi o ad assorbire acqua. In generale, quando una superficie mostra idrofilia, le molecole d’acqua formano legami con le molecole della superficie. Un materiale non è necessariamente né completamente idrofilo né idrofobo perché queste due tendenze sono le due estremità di uno spettro e un materiale può cadere ovunque lungo quello spettro.
Su una superficie che mostra idrofilia, i legami tra le molecole d’acqua si rompono facilmente e le molecole d’acqua sono in grado di legarsi alle molecole nella superficie idrofila. I legami tra il singolo atomo di ossigeno e i due atomi di idrogeno in una singola molecola d’acqua non si rompono, ma lo sono i legami più deboli che si verificano tra gli atomi di idrogeno in diverse molecole d’acqua. Una volta rotti questi legami, le molecole nella superficie idrofila sono in grado di formare legami con gli atomi di idrogeno sulle molecole d’acqua. Le superfici idrofobe, d’altra parte, non si legano facilmente alle molecole d’acqua, il che consente all’acqua di rimanere legata a se stessa e creare goccioline.
Dopo che le molecole d’acqua hanno formato un legame con una superficie idrofila, si dice che la superficie è bagnata. Una volta che l’acqua è stata assorbita a livello molecolare, può essere rimossa dall’altra struttura molecolare attraverso il processo di evaporazione. In poche parole, in condizioni calde e asciutte e per un certo periodo di tempo, la maggior parte delle superfici idrofile si asciugherà quando l’acqua liquida evapora e si disperde nell’aria.
Sebbene ci siano modi per determinare l’idrofilia che utilizzano formule matematiche precise, è anche possibile determinare approssimativamente la rapidità con cui una superficie assorbe l’acqua facendo alcune semplici osservazioni. Se sulla superficie rimangono delle gocce d’acqua che scivolano via facilmente quando la superficie è inclinata verso il suolo, si dice che il materiale è particolarmente idrofobo. Se, invece, l’acqua viene assorbita dalla superficie e tale superficie si bagna, è idrofila.
Nella maggior parte dei casi, l’idrofilia si riferisce alla rapidità con cui una superficie reagisce con le molecole d’acqua. È anche possibile misurare l’idrofilia di una superficie quando viene a contatto con altri liquidi. Quando si esamina il comportamento di una superficie con vari liquidi, la sua idrofilia per un liquido non è necessariamente prevista dal suo comportamento con un altro liquido. Comprendere quanto sia idrofila una superficie può aiutare gli ingegneri a sviluppare materiali che mostrino la giusta quantità di idrofilia per l’uso previsto.