Wettability, kontaktvinkel og måling

Wettability, kontaktvinkel og måling

Wettability, kontaktvinkel og måling

Når du legger en dråpe på en fast overflate, kan det oppstå et av følgende forhold:

Dråpen sprer seg helt over den faste overflaten, og danner en væskefilm på toppen av den.

Dråpet sprer seg over den faste overflaten og danner en flatere dråpe på den.

Dråper sprer seg nesten ikke ut på den faste overflaten, men "sitter" på dem for å danne en svært fremspringende dråpe.

Wetting refererer til prosessen med å erstatte hverandre ublandbar væske (gass eller annen væske) med en væske på en fast overflate. Graden til hvilken en væske fuktes på en fast overflate, kan måles av kontaktvinkelen, som er vinkelen mellom væsken / luftgrensesnittet og den faste overflaten (inkludert væskefasepartiet)

I det første tilfellet er kontaktvinkelen 0 ° og vi sier at væsken helt kan våte den faste overflaten; I andre tilfelle er kontaktvinkelen større enn 0 °, men mindre enn 90 °, sier vi at væsken delvis kan vaske. Den faste overflaten; I tredje tilfelle er kontaktvinkelen større enn 90 °, vi sier at væsken ikke kan våt den faste overflaten.

For et gitt trefasesystem av væske / fast overflate / atmosfære (som også kan være en annen væskefase som er uforenlig med væsken), bør kontaktvinkelen være en spesifikk verdi som bestemmes av samspillet mellom de tre faser, det vil si, flytende / gass, flytende / fast og fast / gassgrensesnitt, bestemmes av selve systemet, resultatet av streken av den minimale totale energien. Formen på dråpen på den faste overflaten bestemmes av YL ligningen, mens kontaktvinkelen virker som en grensebetingelse. I det ideelle tilfellet kan forholdet mellom kontaktvinkelen og trefasekommunikasjonsstyrken beskrives av følgende Youngs ligning (Youngs eq.).

Omfang og eksempler på kontaktvinkler

4) vanndråper på lotusbladet

Anheng Nedfelling etter fittting Utvalget av fysisk meningsfylte kontaktvinkler er fra 0 ° til 180 °. En kontaktvinkel på 0 ° betyr at væsken sprer seg helt over den faste overflaten til et monolag dannes (hvis det ikke er noen hindring!). En kontaktvinkel på 0 ° til 30 ° indikerer at væsken har en god fuktbarhet mot den faste overflaten og vil spre seg godt. Dette området er viktig for mange prosesser som maling, belegg, rengjøring, stikkende Knot og så videre. Kontaktvinkelen mellom 30 ° og 90 ° betyr at væsken har en viss fuktighet på den faste overflaten, men det er ikke så bra. Når kontaktvinkelen er større enn 90 °, har væsken ingen fuktighet mot den faste overflaten. Når denne vinkelen Når vinkelen øker til ca. 130 ° -140 °, begynner væsken å utvise overflateavstøtning på den faste overflaten. Når kontaktvinkelen økes over 150 °, er dråpen faktisk bare "sitter" på overflaten og forlater overflaten så snart den har en sjanse og viser høy grad av repellercy på overflaten. Dette er tilfelle av vanndråper på lotusbladen, med kontaktvinkler på opptil 170 °, kjent som "lotus-effekten", som også ofte refereres til som superhydrofobe overflater. De er selvrensende og har store potensielle bruksområder, så det er et bra sted i dagens forskning.

Δθ = θ _a - θ _r

Den egentlige ikke-ideelle overflaten, som resulterer i at ung kontaktvinkelkarakterisering av overflatefettbarheten til den tradisjonelle praksisen ikke er perfekt, må du også vurdere kontaktvinkelhysteresen for å fullt ut karakterisere, slik som superhydrofob overflateegenskaper.