Vad är Surface Energi?

November 26

Inom en fast massa, är molekyler omgivna av identiska molekyler med liknande energimätning. Vid ytan av det fasta, dock molekyler kommer sannolikt att vara i kontakt med luft och ibland vätskor eller andra massor med olika energimätningar. Som ett resultat, mätningar ytenergi är alltid olika från de som finns i massan av en solid.

Alla tre faser - fast, flytande och luft - ha mätbara ytenergier och ytspänningar. Molekyler har både vad kallas "klister enheter" och "sammanhållna enheter" som styr hur de interagerar med molekylerna runt dem. Adhesiva enheter försöker att binda med andra typer av molekyler, medan kohesiva enheter försöker binda med liknande molekyler. Om sammanhängande enheter är mer framträdande, kommer vätskemolekyler endast pärla upp på en yta som de motstår andra molekyler; det omvända gäller om självhäftande enheter är mer framträdande.

Ytenergi, ytspänning, och ytdensiteten spänningsmätningar analysera vätning beteende mellan vätskor och fasta ämnen när forskare testar för de termodynamiska egenskaperna hos fasta ämnen. När vätske molekyler på en fast yta pärla i sammanhållning, kan forskarna mäta kontaktvinkeln av dessa molekyler på den fasta ytan. Denna kontaktvinkelmätning tas med ett instrument som kallas en goniometer, som avgör i vilken grad sammanhållning eller vidhäftning är i övertaget. Två andra krafter kan påverka ytenergi i detta fall. Om ytan är ojämn eller kallas hydrofob, detta orsakar vätskor till vulst vid högre vinklar; omvänt, när en yta är hydrofil, kan en vätskedroppe sprida ut att täcka så mycket av ytan som de flytande molekylerna kan nå.

Mätningar Surface energi tas normalt vid extremt höga temperaturer, då fasta reagerar med små rörelser under stress av värmen men volymen är nästan konstant. Mätningar vätskeyta energi fattas av att använda vad som kallas en "flytande membran stretch" av ytan. En metod, som kallas den dynamiska Wilhelmy Method involverar nedsänkning av en fast substans i en vätska som tidigare har uppmätts för ytspänning, och sedan mäta de vätande krafterna som den fasta frigöres från vätskan. En annan metod, som kallas Powder Kontakta Angle metod, används när forskare behöver veta absorptionsnivåer och ytenergier av porösa material och pulver.

Praktiska tillämpningar av dessa mätningar ytenergi och testförfaranden gynnar utvecklingen av industri- och konsumentprodukter. Metaller belagda med polymerer lita på forskarnas kunskap om vidhäftning och sammanhållning för sin styrka och hållbarhet. Material "mätningar ytenergi tas för oxidation och kemisk limning. I litografi, måste bläck tillämpas på ett sätt som gör att bildområden för att absorbera bläck och icke-bildområden för att förbli fri från bläck; ytenergi forskning har förfinat dessa processer.