Kąt kontaktu – Wikipedia
Artykuł w Wikipedii, Free L’Encyclopéi.
L ‘ kąt kontaktu (Lub Kąt połączenia ) Ciecz na substancji stałej to kąt dwurzaskowy utworzony przez powierzchnię ciała stałego i cieczy wzdłuż linii styku. Jego wartość równowagi jest obliczana przez prawo Young-Dupré.
Pojęcie kąta kontaktu nie ogranicza się do interfejsów stałego ciecz, dotyczy również interfejsów ciecz-ciecz i stałych.
Teoretyczny opis kontaktu wynika z badania (analiza) równowagi termodynamicznej między trzema fazami materii: fazą ciekłą dny moczanowej (L), fazą stałą podłoża (s) oraz fazę gazową / gazową parą pary otoczenia (g) (które będą uważane za mieszaninę atmosfery otoczenia i pary ciekłej w równowadze z fazą ciekłą). Faza gazowa może być również inną fazą ciekłą (nie mieszaną). W równowadze potencjał chemiczny każdej z trzech faz musi być identyczny. Bardziej nadaje się do ponownego skupienia lub analizy dyskusji z punktu widzenia energii interfejsu. Zwrócimy uwagę na energię interfejsu stałego wapki (patrz energia powierzchniowa) jako
, Energia interfejsu stałego cieczowego jako
i energia pręgowowca (to znaczy napięcie powierzchniowe) po prostu jako
, możemy zatem napisać równanie, które należy spełnić z równowagi (znane jako młode równanie):
Lub
jest kąt kontaktu równowagi.
Równanie Younga zakłada idealnie płaską powierzchnię, aw wielu przypadkach chropowatość powierzchni i zanieczyszczenia powodują równowagę odchylenia kąta styku w porównaniu z kątem styku przewidywanym przez młode równanie. Nawet w idealnie gładkiej konfiguracji powierzchni kropla cieczy przyjmie szeroką gamę kąta kontaktowego między największym kątem kontaktu (postępujący),
oraz najmniejszy (podkład) kąt kontaktu,
. Równowaga kontaktu z równowagą (
) można obliczyć z
I
Jak Tadmor wykazał teoretycznie [[[ Pierwszy ] Przed potwierdzeniem eksperymentalnie przez Chibowski [[[ 2 ] :
Lub,
I,
Kąt kontaktu można również użyć do określenia energii interfejsu (jeśli znane są inne energie powierzchniowe). Młode równanie można przepisać jako inne równanie znane jako równanie Young-Dupré (prawo Young-Dupré):
Lub
jest energią przyczepności na jednostkę powierzchni, między powierzchnią podłoża a energią cieczy, gdy oba są w pożywce G.
Kolejnym zastosowaniem pomiaru kąta kontaktowego jest oszacowanie jakości zakotwiczenia: im bardziej kąt kontaktu między stałą a cieczą, tym bardziej ciecz jest w stanie stałe, co odzwierciedla pewne powinowactwo między dwoma elementami.
Kąt kontaktu różni się od jego wartości równowagi dla interfejsu, który rozwija się lub wycofuje się, a te dwie wartości dynamiczne również różnią się. Mówimy o histerezy kąta kontaktu. Kąt dynamiczny jest ważny w dużej liczbie praktycznych sytuacji, to on na przykład określa siłę zewnętrzną, którą należy wywierać na kroplę cieczy, aby przesunąć się po stałej powierzchni. Dopiero w 2017 r. Można przeprowadzić termodynamiczne modelowanie dynamicznych kątów kontaktu [[[ 3 ] .
- (W) Rafael Tadmor W ‘ Energia linii i relacja między postępami, cofaniem się i młodymi kątami kontaktowymi » W Langmuir W tom. 20, N O 18, W P. 7659 (PMID 15323516, Doi 10.1021/la049410h)
- (W) Emil Chibesski W ‘ Energia swoboda powierzchniowej siarki – przeniesione I. Próbki żółtej i pomarańczowej zestalone na powierzchni szklanej » W Journal of Colloid and Interface Science W tom. 319, W P. 505 (Doi 10.1016/j.jcis.2007.10.059)
- (W) Lasse Makkonen, ‘ Termodynamiczny model histerezy kąta styku » W The Journal of Chemical Physics W tom. 147, N O 6, W P. 1-6, artykuł N O 064703 (Doi 10.1063/1.4996912) .
- Jacob Beraelalachvili; Siły międzycząsteczkowe i powierzchniowe , Academic Press (1985–2004)
- D.W. Van Krevel, Właściwości polimerów , 2nd Revised Edition, Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam-Oxford-New York (1976)
Recent Comments