Oppervlakte-spanning is het natuurkundig verschijnsel dat het oppervlak van een vloeistof zich gedraagt als een veerkrachtigelaag. Als voorbeeld kan men hierbij denken aan insecten welke, dankzij de oppervlaktespanning, op water kunnen lopen. Op de afbeelding is te zien hoe het wateroppervlak lijkt door te buigen onder de poten van het insect. Alle watermolecules binnenin een druppel worden samen gehouden door een intra-moleculaire kracht (Vanderwaalskrachten).
De oppervlakte-energie, of Surface-free energy (SFE), is de kracht die van een oppervlak uitgaat om vloeistofmolecules aan te trekken. In tegenstelling tot oppervlaktespanning kan oppervlakte-energie niet gemeten worden door observatie. Deze dient berekend te worden door middel van contacthoekmetingen.
De contacthoek geeft aan in hoeverre het oppervlakte hydrofoob is. Hoe groter de contacthoek des te meer het oppervlak aantoonbaar hydrofoob is. De contacthoek toont de verhouding tussen de oppervlaktespanning die de vloeistofmolecules samenhouden en de aantrekkingskracht (SFE) die uitgaat van het oppervlak. Door een oppervlakte goed voor te behandelen en daarna van een nanocoating te voorzien, wordt deze oppervlakte hydrofoob. Water is een polaire verbinding en de moleculen in de waterdruppels worden tot elkaar aangetrokken. Hierdoor vormt het water steeds grotere druppels welke moeiteloos van het oppervlakte afrollen. Niet in het minst gehinderd door de gladde ondergrond. Nanocoating is een apolaire verbinding waardoor het water niet aan de oppervlakte hecht of intrekt.
Met het blote oog is te zien dat een waterdruppel op een hydrofobe ondergrond een ‘ronde druppel’ vormt. Op een minder hydrofobe ondergrond zal de druppel zich meer uitspreiden, waardoor deze ‘druppel platter’ wordt.