Wat is oppervlakte -energie?
Binnen een vaste massa worden moleculen omgeven door identieke moleculen met soortgelijke energiemetingen. Op het oppervlak van de vaste stof zijn moleculen echter waarschijnlijk in contact met lucht en soms vloeistoffen of andere massa's van verschillende energiemetingen. Dientengevolge zijn oppervlakte -energiemetingen altijd verschillend van die gevonden binnen de massa van een vaste stof.
Alle drie fasen - vaste, vloeistof en lucht - hebben meetbare oppervlakte -energieën en oppervlaktespanningen. Moleculen hebben zowel wat "lijmaandrijvingen" en "samenhangende drives" worden genoemd die de manieren bepalen waarop ze interageren met de moleculen om hen heen. Lijmaandrijvingen proberen te binden met andere soorten moleculen, terwijl samenhangende schijven proberen te binden met soortgelijke moleculen. Als samenhangende drives prominenter zijn, zullen vloeibare moleculen alleen op een oppervlak kralen omdat ze andere moleculen weerstaan; Het omgekeerde is waar als zelfklevende schijven prominenter zijn.
Oppervlakte -energie, oppervlaktespanning en spanningsmetingen van de oppervlaktedichtheid analyseren bevochtigingsgedrag tussen vloeistoffen en vaste stoffen wanneer wetenschappers testen op de thermodynamische eigenschappen van vaste stoffen. Wanneer vloeibare moleculen op een vaste oppervlakstraal omhoog in cohesie, kunnen wetenschappers de contacthoek van die moleculen op het vaste oppervlak meten. Deze contacthoekmeting wordt genomen met een instrument dat een goniometer wordt genoemd, die bepaalt in welke mate cohesie of hechting in het overwicht zijn. Twee andere krachten kunnen in dit geval de oppervlakte -energie beïnvloeden. Als het oppervlak robuust is of als hydrofoob wordt genoemd, zorgt dit ervoor dat vloeistoffen straalt onder hogere hoeken; Omgekeerd, wanneer een oppervlak hydrofiel is, kan een vloeibare druppel zich verspreiden om zoveel van het oppervlak te bedekken als de vloeibare moleculen kunnen bereiken.
Oppervlakte -energiemetingen worden meestal genomen bij extreem hoge temperaturen, wanneer vaste stoffen reageren door lichte bewegingen onder de spanning van warmte maar volume is bijna constant. LIQUID -oppervlakte -energiemetingen worden genomen door te gebruiken wat een "vloeibare membraanteken" van het oppervlak wordt genoemd. Een methode, de dynamische Wilhelmy -methode genoemd, omvat het onderdompelen van een vaste stof in een vloeistof die eerder is gemeten voor oppervlaktespanning en vervolgens de bevochtigingskrachten meten als de vaste stof uit de vloeistof wordt afgegeven. Een andere methode, de poedercontacthoekmethode genoemd, wordt gebruikt wanneer wetenschappers de absorptieniveaus en oppervlakte -energieën van poreuze materialen en poeders moeten kennen.
Praktische toepassingen van deze oppervlakte -energiemetingen en testprocedures komen ten goede aan de ontwikkeling van industriële en consumentenproducten. Metalen bedekt met polymeren vertrouwen op de kennis van wetenschappers van hechting en cohesie voor hun sterkte en duurzaamheid. De oppervlakte -energiemetingen van materialen worden genomen voor oxidatie- en chemische bindingstoepassingen. In lithografie moeten inkten worden toegepast op een manier waarmee beeldgebieden inkt en niet-beeldgebieden kunnen absorberen om vrij te blijven van iNKS; Surface Energy Research heeft deze processen verfijnd.