พลังงานพื้นผิวคืออะไร?

ภายในมวลที่เป็นของแข็งโมเลกุลจะถูกล้อมรอบด้วยโมเลกุลที่เหมือนกันกับการวัดพลังงานที่พื้นผิวของของแข็งอย่างไรก็ตามโมเลกุลมีแนวโน้มที่จะสัมผัสกับอากาศและบางครั้งของเหลวหรือมวลอื่น ๆ ของการวัดพลังงานที่แตกต่างกันเป็นผลให้การวัดพลังงานพื้นผิวแตกต่างจากที่พบภายในมวลของของแข็ง

ทั้งสามเฟส mdash;ของแข็งของเหลวและอากาศ mdash;มีพลังงานพื้นผิวที่วัดได้และความตึงเครียดพื้นผิวโมเลกุลมีทั้งสิ่งที่เรียกว่ากาวไดรฟ์และไดรฟ์ที่เหนียวแน่นซึ่งควบคุมวิธีการที่พวกเขามีปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลรอบตัวพวกเขาไดรฟ์กาวพยายามที่จะผูกกับโมเลกุลประเภทอื่น ๆ ในขณะที่ไดรฟ์ที่เหนียวแน่นพยายามที่จะผูกกับโมเลกุลหากไดรฟ์ที่เหนียวแน่นมีความโดดเด่นมากขึ้นโมเลกุลของเหลวจะติดอยู่บนพื้นผิวเท่านั้นเมื่อพวกเขาต้านทานโมเลกุลอื่น ๆสิ่งที่ตรงกันข้ามนั้นเป็นจริงหากไดรฟ์กาวมีความโดดเด่นมากขึ้น

พลังงานพื้นผิวแรงตึงผิวและการวัดความตึงความหนาแน่นของพื้นผิววิเคราะห์พฤติกรรมการเปียกระหว่างของเหลวและของแข็งเมื่อนักวิทยาศาสตร์กำลังทดสอบคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของของแข็งเมื่อโมเลกุลของเหลวบนพื้นผิวที่เป็นของแข็งอยู่ในการทำงานร่วมกันนักวิทยาศาสตร์สามารถวัดมุมสัมผัสของโมเลกุลเหล่านั้นบนพื้นผิวที่เป็นของแข็งการวัดมุมสัมผัสนี้ใช้เครื่องมือที่เรียกว่า goniometer ซึ่งกำหนดว่าการทำงานร่วมกันหรือการยึดเกาะในระดับใดอีกสองแรงสามารถมีอิทธิพลต่อพลังงานพื้นผิวในกรณีนี้หากพื้นผิวมีความทนทานหรือรู้จักกันในนามไม่ชอบน้ำสิ่งนี้จะทำให้ของเหลวเป็นลูกปัดในมุมที่สูงขึ้นในทางกลับกันเมื่อพื้นผิวเป็น hydrophilic การตกของเหลวอาจแพร่กระจายออกไปเพื่อให้ครอบคลุมพื้นผิวมากเท่าที่โมเลกุลของเหลวสามารถเข้าถึงได้

การวัดพลังงานพื้นผิวมักจะถูกถ่ายที่อุณหภูมิสูงมากความร้อน แต่ปริมาตรเกือบคงที่การวัดพลังงานพื้นผิวของเหลวนั้นใช้โดยใช้สิ่งที่เรียกว่าเมมเบรนของเหลวยืดของพื้นที่ผิววิธีหนึ่งที่เรียกว่าวิธี Dynamic Wilhelmy เกี่ยวข้องกับการแช่แข็งในของเหลวที่ได้รับการวัดก่อนหน้านี้สำหรับแรงตึงผิวจากนั้นทำการวัดแรงเปียกเมื่อของแข็งถูกปล่อยออกมาจากของเหลวอีกวิธีหนึ่งที่เรียกว่าวิธีมุมสัมผัสแบบผงใช้เมื่อนักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องรู้ระดับการดูดซับและพลังงานพื้นผิวของวัสดุที่มีรูพรุนและผง

การใช้งานจริงของการวัดพลังงานพื้นผิวและขั้นตอนการทดสอบเหล่านี้เป็นประโยชน์ต่อการพัฒนาของอุตสาหกรรมและสินค้าอุปโภคบริโภคโลหะที่เคลือบด้วยโพลีเมอร์ขึ้นอยู่กับความรู้ของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการยึดเกาะและการทำงานร่วมกันเพื่อความแข็งแรงและความทนทานการวัดพลังงานพื้นผิวของวัสดุจะใช้สำหรับการออกซิเดชันและการใช้พันธะเคมีในการพิมพ์หินต้องใช้หมึกในลักษณะที่ช่วยให้พื้นที่ภาพดูดซับหมึกและพื้นที่ที่ไม่ใช่ภาพที่จะยังคงปราศจากหมึกการวิจัยพลังงานพื้นผิวได้ปรับปรุงกระบวนการเหล่านี้