표면 에너지 란?

고체 덩어리 내에서 분자는 유사한 에너지 측정 값을 가진 동일한 분자로 둘러싸여 있습니다. 그러나 고체의 표면에서 분자는 공기, 때로는 액체 또는 다른 에너지 측정의 다른 질량과 접촉 할 수 있습니다. 결과적으로, 표면 에너지 측정은 항상 고체의 질량에서 발견 된 것과 다릅니다.

고체, 액체 및 공기의 세 단계는 모두 측정 가능한 표면 에너지와 표면 장력을가집니다. 분자는 소위 "접착 성 드라이브"와 "접착 성 드라이브"라는 두 가지 모두를 가지고 있으며, 이들은 주위의 분자와 상호 작용하는 방식을 결정합니다. 접착 성 드라이브는 다른 유형의 분자와 결합하려고하지만 응집성 드라이브는 유사한 분자와 결합하려고합니다. 응집력있는 구동이 더 두드러지면 액체 분자는 다른 분자에 저항하기 때문에 표면에서만 비드가됩니다. 접착식 드라이브가 더 두드러지면 반대의 경우도 마찬가지입니다.

과학자들이 고체의 열역학적 특성을 테스트 할 때 표면 에너지, 표면 장력 및 표면 밀도 장력 측정은 액체와 고체 사이의 습윤 거동을 분석합니다. 고체 표면의 액체 분자가 응집력으로 비드되면 과학자들은 고체 표면의 분자의 접촉각을 측정 할 수 있습니다. 이 접촉각 측정은 고니 오 미터 (goniometer)라고 불리는 기기를 사용하여 측정되며, 이는 어느 정도의 응집력 또는 접착력이 상승 하는지를 결정합니다. 이 경우 두 가지 다른 힘이 표면 에너지에 영향을 줄 수 있습니다. 표면이 견고하거나 소수성으로 알려진 경우, 액체가 더 높은 각도로 비드됩니다. 반대로, 표면이 친수성 인 경우, 액체 분자가 도달 할 수있는만큼의 표면을 덮도록 액체 방울이 퍼질 수있다.

표면 에너지 측정은 일반적으로 열의 스트레스 하에서 약간의 움직임에 의해 고체가 반응하지만 부피가 거의 일정한 극도로 높은 온도에서 측정됩니다. 액체 표면 에너지 측정은 표면적의 "액체 막 스트레치"를 사용하여 수행됩니다. 동적 Wilhelmy 방법이라고하는 한 가지 방법은 표면 장력에 대해 이전에 측정 된 액체에 고체를 담그고 고체가 액체에서 방출 될 때 습윤 력을 측정하는 것입니다. 과학자들이 다공성 물질과 분말의 흡수 수준과 표면 에너지를 알아야 할 때 분말 접촉각 법이라고하는 다른 방법이 사용됩니다.

이러한 표면 에너지 측정 및 테스트 절차의 실제 적용은 산업 및 소비자 제품의 개발에 도움이됩니다. 폴리머로 코팅 된 금속은 과학자들의 강도와 내구성에 대한 접착력과 응집력에 대한 지식에 의존합니다. 재료의 표면 에너지 측정은 산화 및 화학 결합 응용을 위해 수행됩니다. 리소그래피에서, 잉크는 이미지 영역이 잉크를 흡수하고 비 이미지 영역이 잉크가없는 상태로 유지 될 수있는 방식으로 적용되어야합니다. 표면 에너지 연구는 이러한 과정을 개선했다.