Wettability, liên hệ với góc và đo lường

Wettability, liên hệ với góc và đo lường

Wettability, liên hệ với góc và đo lường

Khi đặt một giọt trên một bề mặt vững chắc, một trong các điều kiện sau đây có thể xảy ra:

Thả lây lan hoàn toàn trên bề mặt vững chắc, tạo thành một bộ phim chất lỏng trên đầu trang của nó.

Thả lây lan trên bề mặt rắn và tạo thành một giọt phẳng hơn vào nó.

Những giọt không gần như lây lan trên bề mặt vững chắc, nhưng "ngồi" trên nhằm tạo ra một giọt cao nhô ra.

Wetting đề cập đến quá trình thay thế nhau immiscible chất lỏng (khí hoặc chất lỏng khác) với một chất lỏng trên một bề mặt vững chắc. Mức độ mà một chất lỏng lên trên một bề mặt rắn có thể được đo bằng góc liên hệ, là góc giữa các chất lỏng / không giao diện và bề mặt rắn (bao gồm cả phần giai đoạn chất lỏng)

Trong trường hợp đầu tiên, liên hệ với góc là 0 ° và chúng tôi nói rằng các chất lỏng có thể hoàn toàn ướt bề mặt vững chắc; trong trường hợp thứ hai góc liên lạc là lớn hơn 0 ° nhưng ít hơn 90 °, chúng tôi nói rằng các chất lỏng có thể một phần ướt bề mặt vững chắc; trong trường hợp thứ ba, liên hệ với góc lớn hơn 90 °, chúng ta nói rằng các chất lỏng có thể không ướt bề mặt rắn.

Cho một hệ thống ba giai đoạn nhất định của chất lỏng / rắn bề / khí quyển (mà cũng có thể là một giai đoạn chất lỏng không tương thích với các chất lỏng), các góc liên hệ nên là một giá trị cụ thể được xác định bởi sự tương tác giữa các giai đoạn ba, đó là, chất lỏng / khí, chất lỏng / rắn và rắn / khí giao diện, được xác định bởi hệ thống chính nó, là kết quả của việc theo đuổi của tổng số năng lượng tối thiểu. Hình dạng của giọt trên bề mặt rắn được xác định bởi phương trình Y-L, trong khi các chức năng liên hệ với góc độ như một điều kiện ranh giới. Trong trường hợp lý tưởng, mối quan hệ giữa góc liên lạc và các lực lượng ba pha tương tác có thể được mô tả bởi phương trình sau đây của Young (Young eq.)

Phạm vi và các ví dụ của các góc liên hệ

4) những giọt nước trên lá sen

Pendant thả sau khi fittting phạm vi của các góc liên hệ vật lý có ý nghĩa là từ 0 ° đến 180 °. Một góc liên hệ 0 ° có nghĩa là chất lỏng hoàn toàn lây lan trên bề mặt rắn cho đến khi một monolayer được thành lập (nếu không có không có tắc nghẽn!). Một góc liên hệ 0 ° đến 30 ° chỉ ra rằng các chất lỏng có một wettability tốt để bề mặt rắn và sẽ lây lan tốt. Phạm vi này là quan trọng đối với quá trình nhiều như sơn, lớp phủ, làm sạch, nút gắn bó và vân vân. Liên hệ với góc khoảng 30 ° và 90 ° có nghĩa là chất lỏng có một wettability nhất định trên bề mặt rắn, nhưng nó không phải là rất tốt. Khi các góc liên lạc là lớn hơn 90 °, chất lỏng không có không có wettability các bề mặt rắn. Khi góc này như góc tăng lên đến khoảng 130 °-140 °, chất lỏng bắt đầu triển lãm repellency bề mặt trên bề mặt rắn. Khi các góc liên lạc là tăng trên 150 °, giọt là trong thực tế chỉ "ngồi" trên bề mặt, để lại bề mặt ngay sau khi nó có một cơ hội và trưng bày một mức độ cao của repellency trên bề mặt. Đây là trường hợp của những giọt nước trên lá sen, với góc độ liên hệ với lên đến khoảng 170 °, được gọi là "hoa sen có hiệu lực," cũng thường được gọi là superhydrophobic bề mặt, họ tự làm sạch và có tiềm năng ứng dụng lớn, vì vậy nó là một điểm nóng trong nghiên cứu hiện nay.

 ΔΘ = Θ_một-Θ_r

Bề mặt lý tưởng không thực tế, kết quả là trẻ liên lạc góc đặc tính của wettability bề mặt của các thực hành truyền thống không phải là hoàn hảo, bạn cũng phải xem xét hysteresis liên lạc góc, để hoàn toàn đặc trưng, chẳng hạn như superhydrophobic thuộc tính bề mặt.