Vad är ytenergi?

Inom en fast massa är molekyler omgiven av identiska molekyler med liknande energimätningar.På ytan av det fasta ämnet kommer emellertid molekyler troligen att vara i kontakt med luft och ibland vätskor eller andra massor av olika energimätningar.Som ett resultat skiljer sig ytenergimätningarna alltid från de som finns i massan av ett fast ämne.

Alla tre faser mdash;Fast, flytande och luft mdash;har mätbara ytenergier och ytspänningar.Molekyler har både vad som kallas självhäftande enheter och sammanhängande enheter som styr hur de interagerar med molekylerna runt dem.Limheter försöker binda med andra typer av molekyler, medan sammanhängande drivkrafter försöker binda med liknande molekyler.Om sammanhängande enheter är mer framträdande, kommer flytande molekyler bara att pärla upp på en yta när de motstår andra molekyler;Det omvända är sant om självhäftande enheter är mer framträdande.

Ytenergi, ytspänning och mätningar av ytdensitetsspänningar analyserar vätningsbeteende mellan vätskor och fasta ämnen när forskare testar för de termodynamiska egenskaperna hos fasta ämnen.När flytande molekyler på en fast ytpärl i sammanhållning kan forskare mäta kontaktvinkeln för dessa molekyler på den fasta ytan.Denna kontaktvinkelmätning tas med ett instrument som kallas en goniometer, som bestämmer i vilken grad sammanhållning eller vidhäftning som är i uppstigningen.Två andra krafter kan påverka ytenergi i detta fall.Om ytan är robust eller känd som hydrofob, får detta vätskor att pärla i högre vinklar;Omvänt, när en yta är hydrofil, kan en flytande droppe spridas ut för att täcka så mycket av ytan som vätskemolekylerna kan nå.av värme men volymen är nästan konstant.Mätningar av flytande ytanergi görs genom att använda det som kallas en flytande membransträcka av ytan.En metod, kallad den dynamiska Wilhelmy -metoden, innebär att man fördjupar ett fast ämne i en vätska som tidigare har uppmättts för ytspänning och sedan mäter vätkrafterna när det fasta ämnet frigörs från vätskan.En annan metod, kallad pulverkontaktvinkelmetod, används när forskare behöver veta absorptionsnivåerna och ytenergierna hos porösa material och pulver.

Praktiska tillämpningar av dessa ytenergimätningar och testförfaranden gynnar utvecklingen av industri- och konsumentprodukter.Metaller belagda med polymerer förlitar sig på forskare kunskap om vidhäftning och sammanhållning för deras styrka och hållbarhet.Material Mätningar av ytan tas för oxidation och kemiska bindningsapplikationer.I litografi måste bläck appliceras på ett sätt som gör att bildområden kan absorbera bläck och icke-bildområden att förbli fria från bläck;Ytenergiforskning har förfinat dessa processer.