Zkoušitelnost, kontaktní úhel a měření

Zkoušitelnost, kontaktní úhel a měření

Zkoušitelnost, kontaktní úhel a měření

Při umístění kapičky na pevný povrch může dojít k jedné z následujících podmínek:

Kapka se úplně rozšiřuje nad pevným povrchem a vytváří na něm vrstva kapaliny.

Kapek se rozprostírá nad pevným povrchem a vytváří na něm plochší kapičku.

Kapky se téměř nerozkládají na pevném povrchu, ale "sedí" na nich, aby vytvořily velmi vyčnívající kapičky.

Zmáčknutí se týká procesu nahrazování jedné jiné nemísitelné tekutiny (plynu nebo jiné kapaliny) kapalinou na pevném povrchu. Stupeň, ve kterém je kapalina navlhčena na pevném povrchu, může být měřena kontaktním úhlem, kterým je úhel mezi rozhraním kapalina / vzduch a pevným povrchem (včetně části kapalné fáze)

V prvním případě je kontaktní úhel 0 ° a říkáme, že kapalina může úplně navlhčit pevný povrch; v druhém případě je kontaktní úhel větší než 0 °, ale menší než 90 °, říkáme, že kapalina může částečně navlhčit Pevný povrch; ve třetím případě je kontaktní úhel větší než 90 °, říkáme, že kapalina nemůže zvlhčit pevný povrch.

Pro daný třífázový systém kapaliny / pevného povrchu / atmosféry (což může být také další kapalná fáze neslučitelná s kapalinou), kontaktní úhel by měl být specifickou hodnotou, která je určena interakcí mezi třemi fázemi. To znamená, kapalina / plyn, rozhraní kapalina / pevná látka a pevná látka / plyn je určena samotným systémem, což je výsledek sledování minimální celkové energie. Tvar kapky na pevné ploše je určen rovnicí YL, zatímco kontaktní úhel funguje jako hraniční stav. V ideálním případě může být vztah mezi kontaktním úhlem a třífázovou interakční silou popsán následující Youngovou rovnicí (Youngova rovnice)

Rozsah a příklady kontaktních úhlů

4) vodní kapky na lotosovém listu

Pád závěru po montáži Rozsah fyzicky významných kontaktních úhlů je od 0 ° do 180 °. Kontaktní úhel 0 ° znamená, že se kapalina zcela rozprostírá nad pevným povrchem, dokud se nevytvoří jednovrstevná vrstva (pokud nedojde k žádné překážce!). Kontaktní úhel 0 ° až 30 ° znamená, že kapalina má dobrou smáčivost na pevném povrchu a dobře se rozloží. Tento rozsah je důležitý pro mnoho procesů, jako jsou barvy, povlaky, čištění, lepení Knot a tak dále. Kontaktní úhel mezi 30 ° a 90 ° znamená, že kapalina má určitou smáčivost na pevném povrchu, ale není příliš dobrá. Pokud je kontaktní úhel větší než 90 °, kapalina nemá na povrchu pevného povrchu žádnou smáčitelnost. Při tomto úhlu Když se úhel zvětší na přibližně 130 ° -140 °, tekutina začne projevovat povrchovou odpuzování na pevném povrchu. Když se kontaktní úhel zvýší nad 150 °, kapička je ve skutečnosti jen "sedí" na povrchu, ponechá si povrch, jakmile má šanci a vykazuje vysoký stupeň odpuzování povrchu. Jedná se o vodní kapky na listu lotosu, s kontaktními úhly až asi 170 °, známými jako "lotosový efekt", které jsou také často označovány jako superhydrofobní povrchy. Jsou samočisticí a mají velké potenciální využití, tak to je hot spot v současném výzkumu.

Δθ = θ _a - θ _r

Skutečný ne-ideální povrch, který má za následek charakterizaci kontaktního úhlu Mladého kontaktního úhlu povrchové smáčivosti tradiční praxe, není dokonalý, musíte také zvážit hysterezi kontaktního úhlu tak, aby byla plně charakterizována, jako jsou superhydrofobní povrchové vlastnosti.