Hvad er overfladeenergi?

Inden for en fast masse er molekyler omgivet af identiske molekyler med lignende energimålinger.På overfladen af det faste stof er molekyler imidlertid sandsynligvis i kontakt med luft og undertiden væsker eller andre masser af forskellige energimålinger.Som et resultat er målinger af overfladeenergi altid forskellige fra dem, der findes inden for massen af et fast stof.

Alle tre faser mdash;solid, flydende og luft mdash;Har målbare overfladeenergier og overfladespændinger.Molekyler har både det, der kaldes klæbende drev og sammenhængende drev, der styrer måderne, hvorpå de interagerer med molekylerne omkring dem.Klæbende drev forsøger at binde med andre typer molekyler, mens sammenhængende drev forsøger at binde med lignende molekyler.Hvis sammenhængende drev er mere fremtrædende, vil flydende molekyler kun perle op på en overflade, når de modstår andre molekyler;Det modsatte er sandt, hvis klæbende drev er mere fremtrædende.

Overfladeenergi, overfladespænding og overfladetæthedsspændingsmålinger analyserer befugtningsadfærd mellem væsker og faste stoffer, når forskere tester for de termodynamiske egenskaber ved faste stoffer.Når flydende molekyler på en fast overfladeperle op i samhørighed, kan forskere måle kontaktvinklen for disse molekyler på den faste overflade.Denne kontaktvinkelmåling foretages med et instrument kaldet et goniometer, der bestemmer i hvilken grad samhørighed eller vedhæftning er i stigningen.To andre kræfter kan påvirke overfladeenergi i dette tilfælde.Hvis overfladen er robust eller kendt som hydrofob, får dette væsker til at perle i højere vinkler;Omvendt, når en overflade er hydrofil, kan et flydende dråbe sprede sig for at dække så meget af overfladen, som væskemolekylerne kan nå.af varme, men volumen er næsten konstant.Målinger af flydende overfladeenergi foretages ved at bruge det, der kaldes en flydende membranstræk på overfladearealet.En metode, kaldet den dynamiske Wilhelmy -metode, involverer nedsænkning af et fast stof i en væske, der tidligere er blevet målt for overfladespænding og derefter måling af befugtningskræfterne, når det faste stof frigøres fra væsken.En anden metode, kaldet pulverkontaktvinkelmetoden, bruges, når forskere har brug for at kende absorptionsniveauerne og overfladeenergier af porøse materialer og pulvere.

Praktiske anvendelser af disse overfladeenergimålinger og testprocedurer er til gavn for udviklingen af industrielle og forbrugerprodukter.Metaller belagt med polymerer er afhængige af forskere viden om adhæsion og samhørighed for deres styrke og holdbarhed.Materialer overfladeenergimålinger foretages til oxidation og kemiske bindingsapplikationer.I litografi skal blæk påføres på en måde, der gør det muligt for billedområder at absorbere blæk og ikke-billedområder for at forblive fri for blæk;Overfladeenergiforskning har forfinet disse processer.