更新时间：2024-09-20 17:15
毛细现象（capillarity）是指将毛细管插入液体中，液体能浸润管壁时，管内液面将会升高，液面呈凹面；若液体不能浸润管壁，管内液面将会下降，液面呈凸面的现象，例如，煤油灯的煤油沿着插入油罐的棉芯上升，而汞在玻璃管中下降，利用的都是毛细现象。
毛细现象的原理可以结合分子引力原理和力的平衡原理来解释：从本质上来看，毛细现象产生的根本原因与“分子引力”有关，由于玻璃是水的湿润固体，水分子会在引力作用下尽量展布于玻璃管壁，这种展布与管壁上的水分子又会利用表面张力，努力地把下面的其他水分子“向上拉”，使得管内水平面整体上升；按力的平衡原理来理解，就是管中弯曲液面所产生的向上的合力等于管中升高液柱的重力时，系统达到平衡。此外，影响毛细现象的因素主要有薄膜张力和接触角。
毛细现象在日常生活、纺织领域、建筑领域和医学领域中都有着重要的应用。例如，日常生活中，毛巾吸汗，毛笔吸墨水，酒精灯的灯芯吸酒精上来供灯头燃烧等都是常见的毛细现象。在纺织领域，可以利用纤维表面微细沟槽所产生的毛细现象，使汗水经芯吸、扩散，传输等作用，迅速移至织物的表面并快速蒸发。在医学领域，外科用来擦洗创面污液的脱脂棉利用的就是棉花纤维的毛细作用。但是，有些情况下毛细现象是有害的。例如，房屋建筑的地基中毛细管又多又细，它们会把土壤中的水分引上来使得室内潮湿，建房时在地基上面铺油毡，就是为了防止毛细现象造成的潮湿；还有冬耕的主要目的之一就是破坏土壤的毛细管，使水分不易上升至地面蒸发掉。
在日常生活中有许多毛细现象的例子，比如，植物就是利用茎部的毛细管将地下的水吸到顶部，供枝叶生长的。但是，植物吸水除了物理机制，还有生物机制，因此植物的实际高度与毛细管的粗细并没有绝对关系。因为树木的毛细管普遍分布在树皮中，所以，如果破坏了树皮，树木将会因为不能获得水分补充而死亡。另外，当病人服用片剂药物时，在胃中，也是通过毛细管，水分子才能得以进入片剂内部将其浸润、使其崩解，药份溶出才被吸收。最后，还存在一种特殊情况，那就是：当液体内部的分子引力远大于固体对液体的分子引力时，也就是液体不湿润固体的情况，比如将玻璃细管插入汞中，这时将不会出现向上升起的凹形水银柱，反而是向下沉的凸形水银柱。
毛细现象的原理可以通过结合分子引力原理和力的平衡原理来解释。
从本质上来看，毛细现象产生的根本原因还是与“分子引力”有关。由于玻璃是水的湿润固体，水分子会在湿润（引力）作用下尽量展布于玻璃管壁，所以靠近管壁的水面看起来好像是“爬上”管壁一般，会高出水平面。而靠管中间的水面由于远离管壁，这种湿润作用向着中间逐渐减弱，所以水面也会向着中间逐渐降低，并最终呈现出中间低、四周高的“凹形”水面。如下图所示，这种展布与管壁上的水分子又会利用水分子间的引力（表面张力），努力地把下面的其他水分子“向上拉”。正是这种“向上拉（液液引力）”的作用结果，使得管内水平面整体上升（即毛细现象）。
毛细现象可以根据弯曲液面内外压强差来说明。下图（a）为把玻璃管插入水中的情形，这时管内弯曲液面的附加压强是向上的，液面下的压强小于管外的大气压强，所以周围液体就会涌向这里，迫使液面沿管壁上升，一直到管中高出槽中液面液柱的压强恰好弥补弯液面下低于外部的这部分压强为止。按力的平衡原理来理解，就是管中弯曲液面所产生的向上的合力等于管中升高液柱的重力时，系统达到平衡。数学表示为：
当液体润湿管壁时，液面上升；当液体不润湿管壁时，液面下降。
由上式可知，液体沿毛细管上升的高度与管径成反比，毛细管越细，上升的高度就越高。
毛细现象中液体上升或下降的高度可由下式确定：
式中，为细管半径；为液体密度；为液面与管壁的交角，它取决于液、气种类和管壁材料等因素，对于水和洁净的玻璃，汞和玻璃。
纯水和多数有机化合物液体在干净的玻璃毛细管中形成的弯月面，若重力对液面形状影响可以忽略不计，则毛细管半径等于液面曲率半径，这时：
式中，为重力加速度，分别为液体和气体密度。
可以看出，此式的右方由液体性质所决定，故值亦体现液体的特性。因值具有长度平方的单位，常用代替，称为毛细常数。毛细常数是表征液体表面性质常用的参数之一。
由液体在毛细管中上升和下降的高度物理关系式可知，毛细现象是由薄膜张力和接触角所决定的。
如下图所示，当液体润湿管壁时，从这个式子可以看出：表面张力系数与毛细管中上升液面的高度与成正比，而毛细管的半径与毛细管中上升液面的高度与成反比。
当液体不润湿管壁时，管中液面为凸面，附加压强为正，因此液面要下降一段距离，直到使同高度的B、C两点压强相等为止，但因 ，所得，所以表示管中的液体不是上升而是下降。
将一块板插入液体，再将板抽出，如果板上粘有液体，称板被液体润湿（或称浸润）；反之，如果板上没有粘有液体，则称板没有被液体润湿。例如，水能润湿清洁的玻璃但不能润湿涂有油脂的玻璃。水不能润湿荷叶，小水滴在荷叶上形成晶莹的球形水珠。在玻璃上的小汞滴也呈球形，说明水银不能润湿玻璃。自然界中存在很多类似的液体润湿或不润湿与它接触的固体表面的现象。
同一种固体与不同的液体接触，润湿程度各不相同；同样，同一种液体对不同的固体，润湿程度也不一样。为了定量地描述润湿与不润湿的程度，引入接触角这一物理量。它是这样定义的：在固、液、气三者共同相互接触点处分别做液体表面的切线和固体表面的切线（其切线指向固一液接触面这一侧），这两切线通过液体内部所成的角度就是接触角。显然，为润湿的情形，为不润湿的情形，习惯上把时的液面称为完全润湿，的液面称为完全不润湿。
液体在细管中流动时，如果管中有气泡，液体的流动将受到阻碍，气泡多时可发生阻塞，这种现象称为气体栓塞。如下图（a）表示均匀毛细管中的一段润湿性液柱，中间有一个气泡，在左右两端的压强相等时，气泡两端的液面形成同样的凹弯月面，且其曲率半径相等，因表面张力而出现的附加压强大小相等方向相反，所以液柱不流动。如果在毛细管左端增加压强，即，则系统仍处于平衡状态，液柱不会向右移动，如下图（b）所示。只有当两端的压强差超过某一临界值艿时，气泡才能移动。这个临界值与液体和管壁的性质以及管的半径有关。当管中有几个气泡时，则只有当时液体才能带动气泡移动，如下图（c）。
给病人输液时，要经常注意防止输液管道中出现气体栓塞现象。作静脉注射时，应特别注意不能在注射器中留有气泡，以免在微血管中发生栓塞。此外潜水员从深水中上来，或病人和工作人员从高压氧仓中出来，都应有适当的缓冲时间，否则在高压时溶于血中的大量气体立即析出，好像一瓶刚揭开瓶盖的汽水，血液中也会出现大大小小的气泡。
由于液体表面张力的存在，弯曲液面下液体的压强不同于水平液面下的液体压强，液面内外的压强差称为附加压强，用表示。如肥皂泡的表面就是球面，汞滴的表面也近似为球面，在液体与固体和气体的接触处，液面也是弯曲的。附加压强的大小与液体表面张力系数及弯曲液面的曲率半径有关。
毛细现象在日常生活、纺织领域、建筑领域和医学领域中都有着重要的应用。
在日常生活中，毛巾吸汗，砖块吸水，彩色粉笔吸墨水，都是常见的毛细现象。在纸张、毛巾、粉笔、木材、土壤、砖块等物体内部有许多细小的孔道，起着毛细管作用。乙醇灯的灯芯就是富含毛细的绒线或者棉花束，可以将底部的酒精源源不断地吸上来，供给灯头燃烧。纸巾也具有丰富的毛细结构，所以把折好的纸巾插入墨汁时，会看到墨汁在毛细现象的作用下被迅速向上吸起。
除了酒精灯和纸巾，祖先所发明的毛笔也很好地利用了毛细现象的物理原理。以动物毛发做成的毛笔笔头就天然地具有丰富的毛细结构，可以从砚中充分吸取墨汁：而书写时，则是将墨汁渲染到同样具有丰富毛细结构的宣纸上，从面让书法看起来更加浑厚、美观。
扁十字形聚酯纤维，是由中国石油洛阳分公司和东华大学共同开发生产的新型仿棉纤维；这种纤维是利用纤维表面微细沟槽所产生的毛细现象，使汗水经芯吸、扩散，传输等作用，迅速移至织物的表面并快速蒸发，对从事体育活动和体力劳动的人们的服装舒适性改善十分明显。
在建筑工程中，常常利用憎水性材料（不被水润湿的材料）作防水边，例如沥青，或用来对亲水性材料（被水润湿的材料）作表面憎水化处理，以降低材料的吸水性，提高材料的防水、防潮能力。
在医学上，毛细现象应用也很广泛，比如外科用来擦洗创面污液的脱脂棉就是利用棉花纤维的毛细作用；在药学上，药物除湿，新鲜药材除水，都是水分子通过药材内的毛细管汽化的结果。但毛细现象有时又要力求避免，例如外科手术缝合线总要先经过蜡处理，其目的就是封闭手术缝合线中的毛细管，堵住细菌从留在人体外的线头进入体内的途径。
保持土壤中的水分是农业增产的一个极重要的问题。土壤中的水分根据储存情况的不同分为重水、吸附水和毛细水三种。重水在土壤中不能长久保持，很快就会渗到地层深处，被吸附在土壤颗粒上的吸附水，不能被植物吸收，所以这两种水对植物的生长来说效用较低。毛细水不仅能被植物吸收，而且能很好保存，所以毛细水是植物吸收水分的主要来源。对于一般植物（水稻、茭白之类除外），土壤的含水量为，60％左右最为适合。过多则毛细管全部为水分充满，空气不能流通，过少则植物得不到充足的水分，这对植物的生长都不利，灌溉时必须适度的原因就在于此。有的土壤毛细管结构不好，植物不能很好生长。增加腐殖质不仅增加肥料，还可以改变土壤的毛细结构，增加毛细水的储量。旱天播种后常常把地面压紧，这样可以使土壤颗粒构成很好的毛细管，水分沿管上升到地面，浸润种子使其发芽。而冬耕的主要目的之一就是破坏土壤的毛细管，使水分不易上升至地面蒸发掉。
石油、地下水和天然气都一起储存在地层的多孔砂岩中，这些多孔砂岩的孔道都是极细小的毛细管，在这些毛细管中，石油与水在天然气的接触处形成弯曲液面。这些弯曲液面所产生的附加压强阻碍石油在地层中的流动，降低石油流动的速度，使产量降低，严重的情况甚至使油井报废。因此在石油开采工业中，控制和克服毛细管压力是一个重要问题。人们尝试用各种方法，按表面张力随温度升高而减小的原理，将加入表面活性物质的热水或热泥浆打入岩层，使石油的表面张力变小，从而减小由弯曲液面而产生的附加压强，使石油易于流动。有时还同时加入稀盐酸，一方面降低表面张力，另一方面又可以腐蚀砂岩石的毛细管使其变大，油就容易流出，有时这种石油竟占全部储量的50％以上，加入表面活性物质，降低油与岩石的润湿程度后就可大大举高石油的开采量。
人体内的微血管、植物体内的导管，都是很细的毛细管，如果血液中有了气泡，在微血管中就可能发生栓塞现象。因此将药物注入血管（静脉注射）时，切忌将气泡带入。
有些情况下毛细现象是有害的。例如，房屋建筑的地基中毛细管又多又细，它们会把土壤中的水分引上来使得室内潮湿，建房时在地基上面铺油毡，就是为了防止毛细现象造成的潮湿。
液体和气体接触的表面层，液体表面的收缩趋势即为表面张力；液体和固体（器壁）相接触时，附着层发生的现象—浸润和不浸润现象，液面呈弯月状；将两端开口的而内径较小的管子插入液体之中，则管中液面上升或下降的现象—毛细现象。对液体的这些现象可以用下表加以说明：
注：不浸润情况，现象和原因与浸润情况完全相反。
毛细现象.中国大百科全书.2024-03-27
毛细现象.术语在线.2024-03-31