Was ist Oberflächenenergie?

In einer festen Masse sind Moleküle von identischen Molekülen mit ähnlichen Energiemessungen umgeben.An der Oberfläche des Feststoffs stehen Moleküle jedoch wahrscheinlich in Kontakt mit Luft und manchmal Flüssigkeiten oder anderen Massen unterschiedlicher Energiemessungen.Infolgedessen unterscheiden sich die Oberflächenenergie -Messungen immer von denen, die in der Masse eines Feststoffs gefunden wurden.

Alle drei Phasen mdash;Feste, Flüssigkeit und Luft Mdash;Messbaren Oberflächenenergien und Oberflächenspannungen haben.Moleküle haben sowohl sogenannte Klebebraktionen als auch zusammenhängende Laufwerke, die die Art und Weise bestimmen, wie sie mit den um sie herum befindlichen Molekülen interagieren.Klebungsantriebe versuchen, sich mit anderen Arten von Molekülen zu binden, während kohäsive Laufwerke versuchen, sich mit ähnlichen Molekülen zu binden.Wenn kohäsive Antriebe stärker sind, werden flüssige Moleküle nur auf einer Oberfläche auftreten, wenn sie anderen Molekülen widerstehen.Das Gegenteil gilt, wenn Klebungsantriebe deutlicher sind.Wenn flüssige Moleküle auf einer festen Oberflächenperle in Zusammenhalt hoch sind, können Wissenschaftler den Kontaktwinkel dieser Moleküle auf der festen Oberfläche messen.Diese Kontaktwinkelmessung wird mit einem Instrument namens Goniometer durchgeführt, das feststellt, in welchem Grad Zusammenhalt oder Adhäsion im Aufstieg liegt.Zwei weitere Kräfte können in diesem Fall die Oberflächenenergie beeinflussen.Wenn die Oberfläche robust oder als hydrophob bekannt ist, führt dies dazu, dass Flüssigkeiten in höheren Winkeln Perlen Perlen;Umgekehrt kann sich ein Flüssigkeitsabfall ausbreiten, wenn eine Oberfläche hydrophil ist, um so viel von der Oberfläche abzudecken, wie die flüssigen Moleküle erreichen können.von Hitze, aber Volumen ist nahezu konstant.Die Energiemessungen der flüssigen Oberfläche werden durch die Verwendung eines sogenannten flüssigen Membranabschnitts der Oberfläche durchgeführt.Eine Methode, die als dynamische Wilhelmy -Methode bezeichnet wird, beinhaltet das Eintauchen eines Feststoffs in eine Flüssigkeit, die zuvor für die Oberflächenspannung gemessen wurde und dann die Benetzungskräfte als Feststoff aus der Flüssigkeit freigesetzt wird.Eine andere Methode, die als Pulverkontaktwinkelmethode bezeichnet wird, wird verwendet, wenn Wissenschaftler die Absorptionsniveaus und Oberflächenenergien von porösen Materialien und Pulver kennen müssen.

Praktische Anwendungen dieser Oberflächenenergie -Messungen und -Testverfahren nutzen die Entwicklung von Industrie- und Verbraucherprodukten.Metalle, die mit Polymeren beschichtet sind, stützen sich auf Wissenschaftler Kenntnisse über Adhäsion und Zusammenhalt für ihre Stärke und Haltbarkeit.Materielles Oberflächenenergiemessungen werden für Oxidations- und chemische Bindungsanwendungen durchgeführt.In der Lithographie müssen Tinten auf eine Weise angewendet werden, die es den Bildbereichen ermöglicht, Tinten und Nicht-Imagebereiche frei von Tinten zu bleiben.Die Oberflächenenergieforschung hat diese Prozesse verfeinert.