Διαβρεξιμότητα, γωνία επαφής και μέτρηση

Διαβρεξιμότητα, γωνία επαφής και μέτρηση

Διαβρεξιμότητα, γωνία επαφής και μέτρηση

Κατά την τοποθέτηση μιας σταγόνας σε μια στερεή επιφάνεια, ενδέχεται να παρουσιαστεί μία από τις ακόλουθες συνθήκες:

Η σταγόνα απλώνεται εντελώς στερεά επιφάνεια, σχηματίζοντας ένα υγρό φιλμ πάνω.

Η πτώση απλώνεται πάνω από τη στερεά επιφάνεια και σχηματίζει ένα σταγονίδιο κολακεύει σε αυτό.

Σταγονίδια δεν διαδίδουν σχεδόν στην επιφάνεια στερεών, αλλά «Καθίστε» τους να σχηματίσουν ένα σταγονίδιο πολύ προεξέχοντα.

Βρέξιμο αναφέρεται στη διαδικασία του αντικαθιστώντας ένα άλλο μη μειγνυόμενων υγρά (αέριο ή άλλο υγρό) με ένα υγρό σε μια στερεή επιφάνεια. Ο βαθμός στον οποίο διαβρέχεται συνεχώς ένα υγρό σε μια στερεή επιφάνεια μπορεί να μετρηθεί από η γωνία επαφής, η οποία είναι η γωνία μεταξύ του υγρού / αέρα διεπαφή και η στερεά επιφάνεια (συμπεριλαμβανομένων τμήμα υγρής φάσης)

Στην πρώτη περίπτωση, η γωνία επαφής είναι 0 ° και μπορούμε να πούμε ότι το υγρό μπορεί να εντελώς υγρή επιφάνεια στερεών? στη δεύτερη περίπτωση η γωνία επαφής είναι μεγαλύτερη από 0 °, αλλά λιγότερο από 90 °, μπορούμε να πούμε ότι το υγρό μπορεί εν μέρει να βραχεί στερεά επιφάνεια. στην τρίτη περίπτωση, η γωνία επαφής είναι μεγαλύτερες από 90 °, μπορούμε να πούμε ότι το υγρό μπορεί να μην είναι υγρό η στερεά επιφάνεια.

Για ένα δεδομένο σύστημα τριών φάσεων υγρών / στερεών επιφάνεια / ατμόσφαιρα (η οποία μπορεί επίσης να είναι ένα άλλο υγρό φάση ασυμβίβαστη με το υγρό), η γωνία επαφής θα πρέπει να είναι μια συγκεκριμένη τιμή που καθορίζεται από την αλληλεπίδραση μεταξύ των τριών φάσεων, που είναι, υγρό / αερίων, υγρών / στερεών και στερεών / αερίων διεπαφή, καθορίζεται από το ίδιο το σύστημα, το αποτέλεσμα από την άσκηση της η ελάχιστη συνολική ενέργεια. Το σχήμα της η σταγόνα στην επιφάνεια στερεών καθορίζεται από την εξίσωση Y-L, ενώ οι λειτουργίες της γωνίας επαφής ως προϋπόθεση όριο. Στην ιδανική περίπτωση, η σχέση μεταξύ της γωνίας επαφής και αλληλεπίδρασης Τριφασική ισχύ μπορεί να περιγραφεί από τους παρακάτω νέους της εξίσωσης (Young eq.)

Εύρος και παραδείγματα επικοινωνίας γωνίες

(4) σταγονίδια νερού για το φύλλο του λωτού

Κρεμαστό κόσμημα πτώση μετά fittting το φάσμα των σωματικά ουσιαστική επαφή γωνίες είναι από 0 ° έως 180 °. Γωνίας επαφής 0 ° σημαίνει ότι το υγρό εντελώς απλώνεται πάνω από τη στερεά επιφάνεια μέχρι να σχηματιστεί monolayer (αν δεν υπάρχει απόφραξη!). Γωνίας επαφής από 0 ° έως 30 ° c δείχνει ότι το υγρό έχει μια καλή διαβρεξιμότητα στην επιφάνεια στερεών και θα εξαπλωθεί καλά. Αυτή η περιοχή είναι σημαντική για πολλές διαδικασίες, όπως βαφές, επιχρίσματα, καθαρισμός, κολλώντας κόμπο και ούτω καθεξής. Η γωνία επαφής μεταξύ 30 ° και 90 ° σημαίνει ότι το υγρό έχει μια ορισμένη διαβρεξιμότητα στην επιφάνεια στερεών, αλλά δεν είναι πολύ καλό. Όταν η γωνία επαφής είναι μεγαλύτερες από 90 °, το υγρό έχει καμία διαβρεξιμότητα στην επιφάνεια στερεών. Όταν η γωνία αυτή ως η γωνία αυξάνεται σε περίπου 130 °-140 °, το υγρό αρχίσει να εμφανίζουν επιφάνειας απωθητικότητα στην στερεά επιφάνεια. Όταν η γωνία επαφής είναι αυξημένη πάνω από 150 °, η σταγόνα στην πραγματικότητα απλά «κάθεται» στην επιφάνεια, αφήνοντας την επιφάνεια μόλις έχει μια ευκαιρία και παρουσιάζουν υψηλό βαθμό απωθητικότητα στην επιφάνεια. Αυτή είναι η περίπτωση του σταγονίδια νερού στο φύλλωμα lotus, με επαφής γωνίες μέχρι περίπου 170 °, γνωστό ως το «φαινόμενο του λωτού,» που είναι επίσης συχνά αναφέρεται ως: Υπερυδρόφοβα επιφάνειες, είναι αυτο-καθαρισμού και έχουν μεγάλη πιθανές εφαρμογές, ώστε να είναι ένα καυτό σημείο στη η τρέχουσα έρευνα.

 ΔΘ = Θ_ένα-Θ_r

Πραγματικής επιφάνειας μη ιδανικές, με αποτέλεσμα νέοι χαρακτηρισμός γωνία επαφής της επιφάνειας διαβρεξιμότητα από την παραδοσιακή πρακτική δεν είναι τέλεια, θα πρέπει επίσης να εξετάσει η υστέρηση της γωνίας επαφής, ώστε να χαρακτηριστεί πλήρως, όπως: Υπερυδρόφοβα ιδιότητες της επιφάνειας.