¿¿ qué es el ángulo de contacto?

El ángulo de contacto se refiere al ángulo Theta entre la línea divisoria de la interfaz Gas - líquido y la línea divisoria sólido - líquido en la intersección de tres fases de gas, líquido y sólido, que es una medida del grado de humectación.
Si Theta es inferior a 90 °, el sólido es hidrofílico, es decir, el líquido puede humedecer el sólido, cuanto menor sea su ángulo, mejor será la humectabilidad; Si Theta es superior a 90 °, el sólido es hidrofóbico, es decir, el líquido no humedece el sólido, se mueve fácilmente en la superficie y no puede entrar en los poros peludos.
El proceso de humectación está relacionado con la tensión de la interfaz del sistema. Una gota de líquido cae sobre una superficie sólida horizontal y, cuando se alcanza el equilibrio, entre el ángulo de contacto formado y la tensión de cada interfaz se ajusta a la siguiente fórmula de Young equation:
γs, g = γs, l + γg, l × cosθ
A partir de él se pueden predecir las siguientes condiciones de humectación:
1) cuando Theta = 0, * humedece;
2) cuando Theta es inferior a 90 °, se humedece parcialmente o se humedece;
3) cuando Theta = 90 °, es la línea divisoria entre humedecer o no;
4) cuando Theta es superior a 90 °, no se humedece;
5) cuando Theta = 180 °, * No humedece.
En el fenómeno capilar, el líquido sube y baja a una altura H. el positivo y negativo de H indica un aumento o disminución.
El líquido infiltrado sube y el ángulo de contacto es un ángulo agudo; El líquido no impregnado disminuye y el ángulo de contacto es un ángulo contundente.
Altura de ascenso h = 2 * coeficiente de tensión superficial / (densidad de líquido * aceleración de gravedad G * Radio de superficie r).
Altura de ascenso h = 2 * coeficiente de tensión superficial * ángulo de contacto COS / (densidad de líquido * aceleración de gravedad G * Radio capilar r).
Los problemas de humectabilidad están estrechamente relacionados con la flotación minera, la extracción de petróleo, la impresión textil y el teñido, el procesamiento de pesticidas, la producción de películas fotosensibles, la fórmula de pintura y la impermeabilidad y el lavado.
El ángulo de contacto es el ángulo en el que una interfaz líquido/vapor se encuentra con la superficie sólida. El ángulo de contacto es específico para cualquier sistema dado y está determinado por las interacciones a través de las tres interfaces. La mayoría de las veces el concepto se ilustra con una pequeña gota líquida que descansa sobre una superficie sólida horizontal plana. La forma de la gota está determinada por la relación joven. El ángulo de contacto juega el papel de una condición límite. El ángulo de contacto se mide usando un goniometro de ángulo de contacto. El ángulo de contacto no se limita a una interfaz líquido/vapor; es igualmente aplicable a la interfaz de dos líquidos o dos vapores.
Por lo general, hay dos métodos de prueba existentes para el ángulo de contacto: uno es el método de análisis de imagen de forma; El segundo es el método de pesaje. Este último se llama generalmente balanza de humectación o medidor de ángulo de contacto por método de penetración. Sin embargo, en la actualidad, Zui es ampliamente utilizado, y el método de análisis de imágenes de forma es directo y preciso para medir zui.
El principio del método de análisis de imágenes de forma es que las gotas se colocan en la superficie de la muestra sólida, y la imagen de la forma de las gotas se obtiene a través de la lente microscópica y la cámara, y luego se utiliza el procesamiento digital de imágenes y algunos algoritmos para calcular el ángulo de contacto de las gotas En la imagen.
El método para calcular el ángulo de contacto se basa generalmente en un modelo matemático específico como una gota que puede considerarse parte de una bola o columna redonda, y luego se calcula midiendo parámetros específicos como ancho / altura o ajustando directamente. La ecuación Young - Laplace describe la relación entre la diferencia de presión interna y externa de una interfaz cerrada y la curvatura y tensión de la interfaz, que se puede utilizar para describir con precisión el contorno de una gota axisimétrica, calculando así su ángulo de contacto.