毛細現象（capillarity）是指將毛細管插入液體中，液體能浸潤管壁時，管內液面將會升高，液面呈凹面；若液體不能浸潤管壁，管內液面將會下降，液面呈凸面的現象，例如，煤油燈的煤油沿著插入油罐的棉芯上升，而汞在玻璃管中下降，利用的都是毛細現象。
毛細現象的原理可以結合分子引力原理和力的平衡原理來解釋：從本質上來看，毛細現象產生的根本原因與“分子引力”有關，由于玻璃是水的濕潤固體，水分子會在引力作用下盡量展布于玻璃管壁，這種展布與管壁上的水分子又會利用表面張力，努力地把下面的其他水分子“向上拉”，使得管內水平面整體上升；按力的平衡原理來理解，就是管中彎曲液面所產生的向上的合力等于管中升高液柱的重力時，系統達到平衡。此外，影響毛細現象的因素主要有薄膜張力和接觸角。
毛細現象在日常生活、紡織領域、建筑領域和醫學領域中都有著重要的應用。例如，日常生活中，毛巾吸汗，毛筆吸墨水，酒精燈的燈芯吸酒精上來供燈頭燃燒等都是常見的毛細現象。在紡織領域，可以利用纖維表面微細溝槽所產生的毛細現象，使汗水經芯吸、擴散，傳輸等作用，迅速移至織物的表面并快速蒸發。在醫學領域，外科用來擦洗創面污液的脫脂棉利用的就是棉花纖維的毛細作用。但是，有些情況下毛細現象是有害的。例如，房屋建筑的地基中毛細管又多又細，它們會把土壤中的水分引上來使得室內潮濕，建房時在地基上面鋪油氈，就是為了防止毛細現象造成的潮濕；還有冬耕的主要目的之一就是破壞土壤的毛細管，使水分不易上升至地面蒸發掉。
相關現象
在日常生活中有許多毛細現象的例子，比如，植物就是利用莖部的毛細管將地下的水吸到頂部，供枝葉生長的。但是，植物吸水除了物理機制，還有生物機制，因此植物的實際高度與毛細管的粗細并沒有絕對關系。因為樹木的毛細管普遍分布在樹皮中，所以，如果破壞了樹皮，樹木將會因為不能獲得水分補充而死亡。另外，當病人服用片劑藥物時，在胃中，也是通過毛細管，水分子才能得以進入片劑內部將其浸潤、使其崩解，藥份溶出才被吸收。最后，還存在一種特殊情況，那就是：當液體內部的分子引力遠大于固體對液體的分子引力時，也就是液體不濕潤固體的情況，比如將玻璃細管插入汞中，這時將不會出現向上升起的凹形水銀柱，反而是向下沉的凸形水銀柱。
原理
毛細現象的原理可以通過結合分子引力原理和力的平衡原理來解釋。
分子引力原理
從本質上來看，毛細現象產生的根本原因還是與“分子引力”有關。由于玻璃是水的濕潤固體，水分子會在濕潤（引力）作用下盡量展布于玻璃管壁，所以靠近管壁的水面看起來好像是“爬上”管壁一般，會高出水平面。而靠管中間的水面由于遠離管壁，這種濕潤作用向著中間逐漸減弱，所以水面也會向著中間逐漸降低，并最終呈現出中間低、四周高的“凹形”水面。如下圖所示，這種展布與管壁上的水分子又會利用水分子間的引力（表面張力），努力地把下面的其他水分子“向上拉”。正是這種“向上拉（液液引力）”的作用結果，使得管內水平面整體上升（即毛細現象）。
力的平衡原理
毛細現象可以根據彎曲液面內外壓強差來說明。下圖（a）為把玻璃管插入水中的情形，這時管內彎曲液面的附加壓強是向上的，液面下的壓強小于管外的大氣壓強，所以周圍液體就會涌向這里，迫使液面沿管壁上升，一直到管中高出槽中液面液柱的壓強恰好彌補彎液面下低于外部的這部分壓強為止。按力的平衡原理來理解，就是管中彎曲液面所產生的向上的合力等于管中升高液柱的重力時，系統達到平衡。數學表示為：
當液體潤濕管壁時，液面上升；當液體不潤濕管壁時，液面下降。
由上式可知，液體沿毛細管上升的高度與管徑成反比，毛細管越細，上升的高度就越高。
相關公式
液體上升和下降的高度
毛細現象中液體上升或下降的高度可由下式確定：
式中，為細管半徑；為液體密度；為液面與管壁的交角，它取決于液、氣種類和管壁材料等因素，對于水和潔凈的玻璃，汞和玻璃。
毛細常數
純水和多數有機化合物液體在干凈的玻璃毛細管中形成的彎月面，若重力對液面形狀影響可以忽略不計，則毛細管半徑等于液面曲率半徑，這時：
式中，為重力加速度，分別為液體和氣體密度。
可以看出，此式的右方由液體性質所決定，故值亦體現液體的特性。因值具有長度平方的單位，常用代替，稱為毛細常數。毛細常數是表征液體表面性質常用的參數之一。
影響因素
由液體在毛細管中上升和下降的高度物理關系式可知，毛細現象是由薄膜張力和接觸角所決定的。
如下圖所示，當液體潤濕管壁時，從這個式子可以看出：表面張力系數與毛細管中上升液面的高度與成正比，而毛細管的半徑與毛細管中上升液面的高度與成反比。
當液體不潤濕管壁時，管中液面為凸面，附加壓強為正，因此液面要下降一段距離，直到使同高度的B、C兩點壓強相等為止，但因 ，所得，所以表示管中的液體不是上升而是下降。
相關概念
潤濕和不潤濕現象
將一塊板插入液體，再將板抽出，如果板上粘有液體，稱板被液體潤濕（或稱浸潤）；反之，如果板上沒有粘有液體，則稱板沒有被液體潤濕。例如，水能潤濕清潔的玻璃但不能潤濕涂有油脂的玻璃。水不能潤濕荷葉，小水滴在荷葉上形成晶瑩的球形水珠。在玻璃上的小汞滴也呈球形，說明水銀不能潤濕玻璃。自然界中存在很多類似的液體潤濕或不潤濕與它接觸的固體表面的現象。
同一種固體與不同的液體接觸，潤濕程度各不相同；同樣，同一種液體對不同的固體，潤濕程度也不一樣。為了定量地描述潤濕與不潤濕的程度，引入接觸角這一物理量。它是這樣定義的：在固、液、氣三者共同相互接觸點處分別做液體表面的切線和固體表面的切線（其切線指向固一液接觸面這一側），這兩切線通過液體內部所成的角度就是接觸角。顯然，為潤濕的情形，為不潤濕的情形，習慣上把時的液面稱為完全潤濕，的液面稱為完全不潤濕。
氣體栓塞
液體在細管中流動時，如果管中有氣泡，液體的流動將受到阻礙，氣泡多時可發生阻塞，這種現象稱為氣體栓塞。如下圖（a）表示均勻毛細管中的一段潤濕性液柱，中間有一個氣泡，在左右兩端的壓強相等時，氣泡兩端的液面形成同樣的凹彎月面，且其曲率半徑相等，因表面張力而出現的附加壓強大小相等方向相反，所以液柱不流動。如果在毛細管左端增加壓強，即，則系統仍處于平衡狀態，液柱不會向右移動，如下圖（b）所示。只有當兩端的壓強差超過某一臨界值艿時，氣泡才能移動。這個臨界值與液體和管壁的性質以及管的半徑有關。當管中有幾個氣泡時，則只有當時液體才能帶動氣泡移動，如下圖（c）。
給病人輸液時，要經常注意防止輸液管路中出現氣體栓塞現象。作靜脈注射時，應特別注意不能在注射器中留有氣泡，以免在微血管中發生栓塞。此外潛水員從深水中上來，或病人和工作人員從高壓氧倉中出來，都應有適當的緩沖時間，否則在高壓時溶于血中的大量氣體立即析出，好像一瓶剛揭開瓶蓋的汽水，血液中也會出現大大小小的氣泡。
附加壓強
由于液體表面張力的存在，彎曲液面下液體的壓強不同于水平液面下的液體壓強，液面內外的壓強差稱為附加壓強，用表示。如肥皂泡的表面就是球面，汞滴的表面也近似為球面，在液體與固體和氣體的接觸處，液面也是彎曲的。附加壓強的大小與液體表面張力系數及彎曲液面的曲率半徑有關。
應用
毛細現象在日常生活、紡織領域、建筑領域和醫學領域中都有著重要的應用。
日常生活
在日常生活中，毛巾吸汗，磚塊吸水，粉筆吸墨水，都是常見的毛細現象。在紙張、毛巾、粉筆、木材、土壤、磚塊等物體內部有許多細小的孔道，起著毛細管作用。乙醇燈的燈芯就是富含毛細的絨線或者棉花束，可以將底部的酒精源源不斷地吸上來，供給燈頭燃燒。紙巾也具有豐富的毛細結構，所以把折好的紙巾插入墨汁時，會看到墨汁在毛細現象的作用下被迅速向上吸起。
除了酒精燈和紙巾，祖先所發明的毛筆也很好地利用了毛細現象的物理原理。以動物毛發做成的毛筆筆頭就天然地具有豐富的毛細結構，可以從硯中充分吸取墨汁：而書寫時，則是將墨汁渲染到同樣具有豐富毛細結構的宣紙上，從面讓書法看起來更加渾厚、美觀。
紡織領域
扁十字形聚酯纖維，是由中國石油洛陽分公司和東華大學共同開發生產的新型仿棉纖維；這種纖維是利用纖維表面微細溝槽所產生的毛細現象，使汗水經芯吸、擴散，傳輸等作用，迅速移至織物的表面并快速蒸發，對從事體育活動和體力勞動的人們的服裝舒適性改善十分明顯。
建筑領域
在建筑工程中，常常利用憎水性材料（不被水潤濕的材料）作防水材料，例如瀝青，或用來對親水性材料（被水潤濕的材料）作表面憎水化處理，以降低材料的吸水性，提高材料的防水、防潮能力。
醫學領域
在醫學上，毛細現象應用也很廣泛，比如外科用來擦洗創面污液的脫脂棉就是利用棉花纖維的毛細作用；在藥學上，藥物除濕，新鮮藥材除水，都是水分子通過藥材內的毛細管汽化的結果。但毛細現象有時又要力求避免，例如外科手術縫合線總要先經過蠟處理，其目的就是封閉手術縫合線中的毛細管，堵住細菌從留在人體外的線頭進入體內的途徑。
影響
農業
保持土壤中的水分是農業增產的一個極重要的問題。土壤中的水分根據儲存情況的不同分為重水、吸附水和毛細水三種。重水在土壤中不能長久保持，很快就會滲到地層深處，被吸附在土壤顆粒上的吸附水，不能被植物吸收，所以這兩種水對植物的生長來說效用較低。毛細水不僅能被植物吸收，而且能很好保存，所以毛細水是植物吸收水分的主要來源。對于一般植物（水稻、茭白之類除外），土壤的含水量為，60％左右最為適合。過多則毛細管全部為水分充滿，空氣不能流通，過少則植物得不到充足的水分，這對植物的生長都不利，灌溉時必須適度的原因就在于此。有的土壤毛細管結構不好，植物不能很好生長。增加腐殖質不僅增加肥料，還可以改變土壤的毛細結構，增加毛細水的儲量。旱天播種后常常把地面壓緊，這樣可以使土壤顆粒構成很好的毛細管，水分沿管上升到地面，浸潤種子使其發芽。而冬耕的主要目的之一就是破壞土壤的毛細管，使水分不易上升至地面蒸發掉。
石油開采
石油、地下水和天然氣都一起儲存在地層的多孔砂巖中，這些多孔砂巖的孔道都是極細小的毛細管，在這些毛細管中，石油與水在天然氣的接觸處形成彎曲液面。這些彎曲液面所產生的附加壓強阻礙石油在地層中的流動，降低石油流動的速度，使產量降低，嚴重的情況甚至使油井報廢。因此在石油開采工業中，控制和克服毛細管壓力是一個重要問題。人們嘗試用各種方法，按表面張力隨溫度升高而減小的原理，將加入表面活性物質的熱水或熱泥漿打入巖層，使石油的表面張力變小，從而減小由彎曲液面而產生的附加壓強，使石油易于流動。有時還同時加入稀鹽酸，一方面降低表面張力，另一方面又可以腐蝕砂巖石的毛細管使其變大，油就容易流出，有時這種石油竟占全部儲量的50％以上，加入表面活性物質，降低油與巖石的潤濕程度后就可大大舉高石油的開采量。
醫學
人體內的微血管、植物體內的導管，都是很細的毛細管，如果血液中有了氣泡，在微血管中就可能發生栓塞現象。因此將藥物注入血管（靜脈注射）時，切忌將氣泡帶入。
建筑
有些情況下毛細現象是有害的。例如，房屋建筑的地基中毛細管又多又細，它們會把土壤中的水分引上來使得室內潮濕，建房時在地基上面鋪油氈，就是為了防止毛細現象造成的潮濕。
液體現象比較
液體和氣體接觸的表面層，液體表面的收縮趨勢即為表面張力；液體和固體（器壁）相接觸時，附著層發生的現象—浸潤和不浸潤現象，液面呈彎月狀；將兩端開口的而內徑較小的管子插入液體之中，則管中液面上升或下降的現象—毛細現象。對液體的這些現象可以用下表加以說明：
注：不浸潤情況，現象和原因與浸潤情況完全相反。
參考資料 >
毛細現象.中國大百科全書.2024-03-27
毛細現象.術語在線.2024-03-31