Močljivost, kut kontakta i mjerenje

Močljivost, kut kontakta i mjerenje

Močljivost, kut kontakta i mjerenje

Kada stavljate kapljicu na čvrstu površinu, može se dogoditi jedno od sljedećih stanja:

Kap se potpuno širi preko čvrste površine, tvoreći tekući film na vrhu.

Kap se širi preko čvrste površine i na njemu formira tanju kapljicu.

Kapljice se gotovo ne raspršuju na čvrstu površinu, ali "sjednu" na njih kako bi formirale visoko izbočenu kapljicu.

Vlaženje se odnosi na postupak zamjene tekućine koja se ne miješa (plin ili drugu tekućinu) s tekućinom na čvrstoj površini. Stupanj do kojeg se tekućina mokri na čvrstoj površini može se mjeriti kutom kontakta, koji je kut između sučelja tekućine / zraka i čvrste površine (uključujući dio tekuće faze)

U prvom slučaju, kut kontakta je 0 ° i kažemo da tekućina može potpuno posušiti čvrstu površinu; u drugom slučaju kut kontakta je veći od 0 ° ali niži od 90 °, kažemo da tekućina može djelomično vlažiti Čvrstu površinu; u trećem slučaju kut kontakta je veći od 90 °, kažemo da tekućina ne može vlažiti čvrstu površinu.

Za određeni trofazni sustav tekuće / čvrste površine / atmosfere (koji može biti i druga tekuća faza nespojiva s tekućinom), kut kontakta treba biti specifična vrijednost koja se određuje interakcijom između tri faze, tj. tekućina / plin, tekuće / kruto i kruto / plinsko sučelje, određuje sam sustav, rezultat nastojanja minimalne ukupne energije. Oblik kapljice na čvrstoj površini određen je YL jednadžbom, a kontaktni kut funkcionira kao granični uvjet. U idealnom slučaju, odnos između kontakta i trofazne sile interakcije može se opisati sljedećom Youngovom jednadžbom (Young's eq.)

Raspon i primjeri kontaktnih kutova

4) kapljice vode na lotusovom lišću

Pendant Drop nakon fittting Raspon fizički smislenih kutova kontakta je od 0 ° do 180 °. Kut kontakta od 0 ° znači da se tekućina potpuno širi preko čvrste površine sve dok se ne formira jednobojna ploča (ako nema prepreka!). Kut kontakta od 0 ° do 30 ° pokazuje da tekućina ima dobru močljivost na čvrstu površinu i dobro će se širiti. Ovaj raspon je važan za mnoge procese kao što su boje, premazi, čišćenje, pričvršćivanje Knota i tako dalje. Kut kontakta između 30 ° i 90 ° znači da tekućina ima određenu močljivost na čvrstu površinu, ali nije jako dobra. Kad je kut kontakta veći od 90 °, tekućina nema vlažnost na čvrstu površinu. Kada ovaj kut Kao što je kut povećava na oko 130 ° -140 °, tekućina počinje pokazivati ​​površinsku otpornost na čvrstu površinu. Kad se kut kontakta poveća iznad 150 °, kapljica je zapravo samo "sjedi" na površini, ostavljajući površinu čim ima izgleda i pokazuje visoku razinu otpornosti na površini. To je slučaj kapljica vode na lotus lišća, s kutovima kontakta do oko 170 °, poznat kao "lotosov efekt", koji se također često nazivaju superhidrofobnim površinama, oni su samočišćenje i imaju velike potencijalne primjene, pa je to aktualno istraživanje.

Δθ = θ _a - θ _r

Stvarna ne-idealna površina koja rezultira karakterizacijom mokrog kontaktnog kuta površinske kvašenosti tradicionalne prakse nije savršena, također morate uzeti u obzir histerezu kontakta, kako bi se u potpunosti obilježili, kao što su superhidrofobna površinska svojstva.