L’hydrophilie est la tendance d’une surface à devenir humide ou à absorber de l’eau. De manière générale, lorsqu’une surface présente un caractère hydrophile, les molécules d’eau forment des liaisons avec les molécules de la surface. Un matériau n’est pas nécessairement entièrement hydrophile ou hydrophobe car ces deux tendances sont les deux extrémités d’un spectre, et un matériau peut se situer n’importe où le long de ce spectre.
Sur une surface qui présente un caractère hydrophile, les liaisons entre les molécules d’eau sont facilement rompues et les molécules d’eau sont capables de se lier aux molécules de la surface hydrophile. Les liaisons entre l’atome d’oxygène unique et les deux atomes d’hydrogène dans une seule molécule d’eau ne sont pas rompues, mais les liaisons les plus faibles qui se produisent entre les atomes d’hydrogène dans différentes molécules d’eau le sont. Une fois ces liaisons rompues, les molécules de la surface hydrophile sont capables de former des liaisons avec les atomes d’hydrogène sur les molécules d’eau. Les surfaces hydrophobes, en revanche, ne se lient pas facilement aux molécules d’eau, ce qui permet à l’eau de rester liée à elle-même et de créer des gouttelettes.
Une fois que les molécules d’eau ont formé une liaison avec une surface hydrophile, la surface est dite humide. Une fois que l’eau a été absorbée au niveau moléculaire, elle peut être retirée de l’autre structure moléculaire par le processus d’évaporation. En termes simples, étant donné des conditions chaudes et sèches et un certain temps, la plupart des surfaces hydrophiles se dessèchent à mesure que l’eau liquide s’évapore et s’échappe dans l’air.
Bien qu’il existe des moyens de déterminer l’hydrophilie qui utilisent des formules mathématiques précises, il est également possible de déterminer approximativement la facilité avec laquelle une surface absorbe l’eau en faisant quelques observations simples. Si des gouttelettes d’eau restent formées à la surface et roulent facilement lorsque la surface est inclinée vers le sol, le matériau est dit particulièrement hydrophobe. Si, par contre, de l’eau est absorbée par la surface et que cette surface devient humide, elle est hydrophile.
Dans la plupart des cas, l’hydrophilie fait référence à la facilité avec laquelle une surface réagit avec les molécules d’eau. Il est également possible de mesurer l’hydrophilie d’une surface lorsqu’elle entre en contact avec d’autres liquides. Lors de l’examen du comportement d’une surface avec divers liquides, son hydrophilie pour un liquide n’est pas nécessairement prédite par son comportement avec un autre liquide. Comprendre à quel point une surface est hydrophile peut aider les ingénieurs à développer des matériaux qui présentent la quantité appropriée d’hydrophilie pour l’utilisation prévue.