Yüzey Enerjisi Nedir?
Katı bir kütle içerisinde, moleküller benzer enerji ölçümleri ile aynı moleküllerle çevrilidir. Bununla birlikte, katı yüzeyinde, moleküllerin hava ve bazen de sıvılar veya farklı enerji ölçümlerinin diğer kütleleriyle temas halinde olması muhtemeldir. Sonuç olarak, yüzey enerjisi ölçümleri her zaman bir katının kütlesinde bulunanlardan farklıdır.
Her üç faz - katı, sıvı ve hava - ölçülebilir yüzey enerjileri ve yüzey gerilimleri vardır. Moleküller, hem “yapışkan sürücüler” hem de “yapışkan sürücüler” olarak adlandırılan ve çevrelerindeki moleküller ile etkileşime girme şekillerini yöneten şeye sahiptir. Yapışkan sürücüler diğer tip moleküllerle bağlanırken, yapışkan sürücüler benzer moleküllerle bağlanmaya çalışır. Yapışkan tahrikler daha belirgin ise, sıvı moleküller yalnızca diğer moleküllere direnç gösterdikleri için bir yüzeye taşınır; Yapışkan tahrikler daha belirgin ise, tersi geçerlidir.
Yüzey enerjisi, yüzey gerilimi ve yüzey yoğunluğu gerginliği ölçümleri, bilim adamları katıların termodinamik özelliklerini test ederken sıvılar ve katılar arasındaki ıslanma davranışını analiz eder. Katı bir yüzeydeki sıvı moleküller birbirine yapışırsa, bilim adamları bu moleküllerin katı yüzeydeki temas açısını ölçebilirler. Bu temas açısı ölçümü, yükseklikte ne dereceye kadar uyum veya yapışma olduğunu belirleyen gonyometre adı verilen bir cihazla yapılır. Bu durumda diğer iki kuvvet yüzey enerjisini etkileyebilir. Yüzey sağlamsa veya hidrofobik olarak bilinirse, bu sıvıların daha yüksek açılardan boncuklanmasına neden olur; tersine, bir yüzey hidrofilik olduğunda, sıvı moleküllerin ulaşabileceği kadar yüzeyi kaplamak için bir sıvı damlası yayılabilir.
Yüzey enerji ölçümleri, genellikle, katıların sıcaklık stresi altında hafif hareketlerle reaksiyona girmesi durumunda ancak aşırı derecede sabit olduğunda aşırı derecede yüksek sıcaklıklarda alınır. Yüzey yüzeyinde "sıvı zar gerilmesi" adı verilen şey kullanılarak sıvı yüzey enerji ölçümleri alınır. Dinamik Wilhelmy Yöntemi olarak adlandırılan bir yöntem, daha önce yüzey gerilimi için ölçülmüş olan bir sıvıya bir katının batırılmasını ve daha sonra katı sıvıdan salınırken ıslatma kuvvetlerinin ölçülmesini içerir. Toz Temas Açısı Yöntemi adı verilen bir başka yöntem, bilim adamlarının gözenekli malzemelerin ve tozların emme seviyelerini ve yüzey enerjilerini bilmeleri gerektiğinde kullanılır.
Bu yüzeysel enerji ölçümleri ve test prosedürlerinin pratik uygulamaları endüstriyel ve tüketici ürünlerinin geliştirilmesinde fayda sağlar. Polimerlerle kaplı metaller, bilim adamlarının güçlülükleri ve dayanıklılıkları için yapışma ve uyum bilgisine güvenirler. Oksidasyon ve kimyasal bağ uygulamaları için malzemelerin yüzey enerji ölçümleri alınır. Litografide, mürekkepler, görüntü alanlarının mürekkepleri ve görüntü alanlarının mürekkepsiz kalmasını sağlayacak şekilde uygulanmalıdır; yüzey enerjisi araştırması bu süreçleri iyileştirmiştir.