Molhabilidade, ângulo de contato e medição

Molhabilidade, ângulo de contato e medição

Molhabilidade, ângulo de contato e medição

Quando colocar uma gota sobre uma superfície sólida, uma das seguintes condições pode ocorrer:

A gota se espalha completamente sobre a superfície sólida, formando um filme líquido em cima dela.

A gota se espalha sobre a superfície sólida e forma um droplet alisador nele.

As gotas não quase espalhar sobre a superfície sólida, mas "sentar" para formar um droplet altamente saliente.

Umectante refere-se ao processo de substituição de um outro líquido imiscível (gás ou outro líquido) com um líquido sobre uma superfície sólida. O grau ao qual um líquido é molhado sobre uma superfície sólida pode ser medido com o ângulo de contato, que é o ângulo entre o líquido / ar interface e superfície sólida (incluindo a parte da fase líquida)

No primeiro caso, o ângulo de contato é 0 ° e dizemos que o líquido pode completamente molhado da superfície sólida; no segundo caso, o ângulo de contato é maior do que 0 ° mas menos de 90 °, dizemos que o líquido parcialmente pode molhar a superfície sólida; no terceiro caso, o ângulo de contacto é maior que 90 °, dizemos que o líquido não pode molhar a superfície sólida.

Para um dado sistema trifásico de superfície líquido / sólido / atmosfera (que também pode ser uma outra fase líquida incompatível com o líquido), o ângulo de contacto deve ser um valor específico que é determinado pela interação entre as três fases, que é, líquido / gás, líquido / sólido e sólido / gás interface, é determinado pelo sistema em si, o resultado do exercício da energia total mínimo. A forma da gota na superfície sólida é determinada pela equação Y-L, enquanto as funções de ângulo de contato como uma condição de contorno. No caso ideal, a relação entre o ângulo de contato e a força de interação trifásico pode ser descrita pela equação a seguir Young (EQ. Young)

Gama e exemplos de ângulos de contacto

4) gotículas de água sobre a folha de lótus

Pendente gota após fittting a gama de ângulos de contacto fisicamente significativas é de 0 ° a 180 °. Um ângulo de 0 ° de contato significa que o líquido completamente se espalha sobre a superfície sólida, até um monolayer é formado (se não há nenhuma obstrução!). Um ângulo de contato de 0 ° a 30 ° indica que o líquido tem uma boa molhabilidade à superfície sólida e vai se espalhar bem. Este intervalo é importante para muitos processos tais como tintas, revestimentos, limpeza, colagem de nó e assim por diante. O ângulo de contato entre 30 ° e 90 ° significa que o líquido tem uma certa molhabilidade à superfície sólida, mas não é muito bom. Quando o ângulo de contacto é maior que 90 °, o líquido não tem nenhum molhabilidade à superfície sólida. Quando este ângulo como o ângulo aumenta para cerca de 130 ° °-140, o líquido começa a expor a superfície repelência na superfície sólida. Quando o ângulo de contacto é aumentado acima de 150 °, a gota é na verdade apenas "sentado" na superfície, deixando a superfície assim que tem uma chance e exibem um alto grau de repelência na superfície. Este é o caso de gotas de água sobre a folha de lótus, com ângulos de contacto até cerca de 170 °, conhecido como o "efeito de lótus", que são também muitas vezes referidos como superfícies superhydrophobic, eles são auto-limpantes e têm grandes aplicações potenciais, portanto, é um hot spot em pesquisa atual.

 ΔΘ = Θ_um-Θ_r

A real superfície não-ideal, resultando em jovens caracterização de ângulo de contacto da molhabilidade superficial da prática tradicional não é perfeita, você também deve considerar a histerese do ângulo de contato, a fim de caracterizar plenamente, tais como superhydrophobic Propriedades de superfície.