רטוב, זווית מגע ומדידה

רטוב, זווית מגע ומדידה

רטוב, זווית מגע ומדידה

בעת הנחת טיפה על משטח יציב, עשוי להתרחש אחד מהתנאים הבאים:

הירידה מתפשטת לחלוטין על פני השטח המוצק, ויוצרת עליו סרט נוזלי.

טיפה מתפשטת על פני השטח מוצק ויוצר טיפה שטוחה על זה.

Droplets לא להתפשט כמעט על משטח מוצק, אבל "לשבת" על אותם כדי ליצור טיפה בולטת מאוד.

הרטבה מתייחסת לתהליך החלפת נוזלים בלתי מזוקקים (גז או נוזל אחר) עם נוזל על משטח מוצק. המידה שבה נוזל הוא הרטיב על משטח מוצק ניתן למדוד בזווית המגע, המהווה את הזווית בין ממשק נוזל / אוויר לבין משטח מוצק (כולל חלק בשלב נוזלי)

במקרה הראשון, זווית המגע היא 0 ° ואנו אומרים כי הנוזל יכול רטוב לחלוטין את משטח מוצק; במקרה השני זווית המגע גדולה מ 0 ° אבל פחות מ 90 °, אנו אומרים כי הנוזל יכול רטוב חלקית משטח מוצק; במקרה השלישי, זווית המגע גדולה מ -90 °, אנו אומרים כי הנוזל לא יכול להרטיב את משטח מוצק.

עבור מערכת תלת פאזית של נוזל / משטח מוצק / אטמוספרה (שעשויה להיות גם שלב נוזלי נוסף שאינו תואם את הנוזל), זווית המגע צריכה להיות ערך מסוים הנקבע על ידי האינטראקציה בין שלושת השלבים, כלומר, נוזלי / גז, נוזלי / מוצק מוצק / ממשק הגז, נקבעת על ידי המערכת עצמה, תוצאה של רדיפה של האנרגיה הכוללת המינימלית. הצורה של טיפה על משטח מוצק נקבע על ידי משוואת YL, בעוד זווית המגע פונקציות כתנאי גבול. במקרה האידיאלי ניתן לתאר את הקשר בין זווית המגע לבין כוח האינטראקציה של שלושת השלבים על ידי משוואת הצעירים הבאה (Young's eq).

טווח ודוגמאות של זוויות מגע

4) טיפות מים על עלה הלוטוס

תליון תליון לאחר פיטום טווח זוויות המגע המשמעותיות פיזית הוא בין 0 ל -180 מעלות. זווית המגע של 0 ° פירושה שהנוזל מתפשט לחלוטין על פני השטח המוצק עד להופעת מונו-אליר (אם אין חסימה!). זווית המגע של 0 ° עד 30 ° עולה כי הנוזל יש wettability טוב על פני השטח מוצק יתפשט היטב. טווח זה חשוב עבור תהליכים רבים כגון צבעים, ציפויים, ניקוי, דבק Knot וכן הלאה. זווית המגע בין 30 ° ו 90 ° פירושו כי הנוזל יש רטוב מסוים על משטח מוצק, אבל זה לא טוב מאוד. כאשר זווית המגע גדולה מ -90 °, הנוזל אינו בעל רטיבות למשטח המוצק. כאשר זווית זו ככל שהזווית עולה ל -130 ° -140 °, הנוזל מתחיל להציג דחייה על פני השטח. כאשר זווית המגע הוא גדל מעל 150 °, טיפה היא למעשה רק "יושב" על פני השטח, עוזב את פני השטח ברגע שיש לו סיכוי ומציגים רמה גבוהה של repellency על פני השטח. זה המקרה של טיפות מים על עלים לוטוס, עם זוויות מגע של עד 170 °, המכונה "אפקט לוטוס", אשר גם המכונה לעתים קרובות משטחים סופר הידרופובי, הם ניקיון עצמי יש יישומים פוטנציאליים גדולים, אז זה מקום חם במחקר הנוכחי.

Δθ = θ _a - θ _r

המשטח בפועל לא אידיאלי, וכתוצאה מכך יאנג קשר זווית אפיון של wettability השטח של התרגול המסורתי אינו מושלם, עליך גם לשקול את הזווית המגע hysteresis, כדי לאפיין באופן מלא, כגון תכונות משטח superhydropobic.