Sulle superfici idrofile (superfici che attraggono l'acqua), le molecole d'acqua tendono a diffondersi e formare una pellicola sottile. Le molecole d'acqua sono fortemente attratte dalla superficie e si dispongono in modo da massimizzare l'area di contatto tra l'acqua e la superficie. Questo film sottile può avere uno spessore di poche molecole e può presentare proprietà uniche, come una maggiore bagnabilità superficiale e un'azione capillare.
Sulle superfici idrofobe (superfici che respingono l'acqua), le molecole d'acqua tendono a formare goccioline o perle. Le molecole d'acqua non sono fortemente attratte dalla superficie, quindi minimizzano il loro contatto con la superficie formando goccioline sferiche. La forma delle goccioline è influenzata dalla tensione superficiale dell'acqua e dall'equilibrio tra le forze attrattive tra le molecole d'acqua e le forze repulsive tra l'acqua e la superficie.
In spazi ristretti, come i nanopori o tra due superfici solide, le molecole d'acqua possono formare strutture ordinate. Il confinamento impone vincoli geometrici alle molecole d’acqua, facendole disporre secondo schemi specifici. Queste strutture ordinate possono mostrare proprietà uniche, come cambiamenti nel comportamento di fase, maggiore conduttività termica e alterata reattività chimica.
In condizioni specifiche, come temperature o pressioni estreme, le molecole d’acqua possono anche subire transizioni di fase e formare diverse strutture cristalline. Ad esempio, il ghiaccio, che è una fase solida dell'acqua, può esistere in varie forme cristalline, ciascuna con la propria disposizione molecolare distinta.
Nel complesso, la forma delle molecole d'acqua sulla superficie dei materiali è influenzata dalle proprietà superficiali, dalle condizioni ambientali e dalle interazioni microscopiche tra le molecole d'acqua e la superficie. Queste interazioni possono portare a una varietà di strutture e comportamenti dell’acqua, che svolgono un ruolo cruciale in molte applicazioni scientifiche e tecnologiche.
