Qu'est-ce que l'énergie de surface?
Dans une masse solide, les molécules sont entourées de molécules identiques avec des mesures d'énergie similaires. À la surface du solide, cependant, les molécules sont susceptibles d'être en contact avec l'air et parfois des liquides ou d'autres masses de mesures énergétiques différentes. En conséquence, les mesures de l'énergie de surface sont toujours différentes de celles trouvées dans la masse d'un solide.
Les trois phases - solide, liquide et air - ont des énergies de surface mesurables et des tensions de surface. Les molécules ont à la fois ce que l'on appelle les «disques adhésifs» et les «disques cohésifs» qui régissent les façons dont ils interagissent avec les molécules qui les entourent. Les disques adhésifs cherchent à se lier à d'autres types de molécules, tandis que les entraînements cohésifs cherchent à se lier avec des molécules similaires. Si les entraînements cohésifs sont plus importants, les molécules liquides ne feront que se perle sur une surface car elles résistent à d'autres molécules; L'inverse est vrai si les disques adhésifs sont plus importants.
L'énergie de surface, la tension de surface et les mesures de tension de densité de surface analysent le comportement de mouillage entre les liquides et les solides lorsque les scientifiques testent les propriétés thermodynamiques des solides. Lorsque des molécules liquides sur une surface solide se perlent en cohésion, les scientifiques peuvent mesurer l'angle de contact de ces molécules sur la surface solide. Cette mesure de l'angle de contact est prise avec un instrument appelé goniomètre, qui détermine à quel degré la cohésion ou l'adhésion se trouvent dans l'ascendant. Deux autres forces peuvent influencer l'énergie de surface dans ce cas. Si la surface est robuste ou connue sous le nom d'hydrophobe, cela fait que les liquides perlent à des angles plus élevés; Inversement, lorsqu'une surface est hydrophile, une goutte de liquide peut se propager pour couvrir autant de surface que les molécules liquides peuvent atteindre.
Les mesures d'énergie de surface sont généralement prises à des températures extrêmement élevées, lorsque les solides réagissent par de légers mouvements sous la contrainte de chaleur mais le volume est presque constant. LLes mesures d'énergie de surface IQUID sont prises en utilisant ce qu'on appelle un "étirement de membrane liquide" de la surface. Une méthode, appelée méthode dynamique de Wilhelmy, consiste à immerger un solide dans un liquide qui a été précédemment mesuré pour la tension de surface, puis à mesurer les forces de mouillage lorsque le solide est libéré du liquide. Une autre méthode, appelée méthode d'angle de contact de poudre, est utilisée lorsque les scientifiques ont besoin de connaître les niveaux d'absorption et les énergies de surface des matériaux poreux et des poudres.
Les applications pratiques de ces mesures d'énergie de surface et les procédures de test bénéficient au développement de produits industriels et de consommation. Les métaux recouverts de polymères reposent sur les connaissances des scientifiques sur l'adhésion et la cohésion pour leur force et leur durabilité. Les mesures d'énergie de surface des matériaux sont prises pour les applications d'oxydation et de liaison chimique. En lithographie, les encres doivent être appliquées d'une manière qui permet aux zones d'image d'absorber les encres et les zones non d'image pour rester sans iNKS; La recherche sur l'énergie de surface a affiné ces processus.