ภาวะการเปียก

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
Figure 1: Droplet of water on an ideal surface.
Water droplet immersed in oil and resting on a brass surface
Same fluids as above, but resting on a glass surface

ภาวะการเปียก (อังกฤษ: wetting) คือความสามารถของของเหลวในการรักษาหน้าสัมผัสกับพื้นผิวของแข็ง ซึ่งเป็นผลจาก ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล โดยระดับขั้นของภาวะการเปียกขึ้นกับความสมดุลระหว่าง แอดฮีชั่น และ โคฮีชั่น

ภาวะการเปียกมีความสำคัญในการยึดติดกันของวัสดุสองชิ้น แรงยกตัว (หรือ capillary effect) ก็เป็นผลมาจากภาวะการเปียก และแรงพื้นผิวที่กำหนดภาวะการเปียก รูปร่างของหยดของเหลวบนพื้นผิวของแข็ง จะมีรูปร่างเป็นรูปทรงหยดน้ำค้าง

คำอธิบาย[แก้]

แรงแอดฮีชั่น ระหว่างของเหลวและของแข็ง จะทำให้ของเหลวกระจายตัวไปทั่วพื้นผิว ส่วนแรงโคฮีชั่นภายในของเหลวเองจะทำให้ของเหลวเกาะกันเป็นทรงกลมและไม่สัมผัสกับพื้นผิวของของแข็ง

Table 1: Varying contact angles and their corresponding solid/liquid and liquid/liquid interactions.
Contact angle Degree of
wetting
Strength of:
Sol./Liq.
interactions
Liq./Liq.
interactions
θ = 0 Perfect wetting strong weak
0 < θ < 90° high wettability strong strong
weak weak
90° ≤ θ < 180° low wettability weak strong
θ = 180° perfectly
non-wetting
weak strong
Figure 2: Wetting of different fluids. A shows a fluid with very little wetting, while C shows a fluid with more wetting. A has a large contact angle, and C has a small contact angle.

รูปที่ 1 แสดงมุมสัมผัส (contact angle, θ) มุมสัมผัสเป็นมุมระหว่างระนาบของปฏิสัมพันธ์ของของเหลว-ก๊าซกับระนาบของปฏิสัมพันธ์ของเหลว-ของแข็ง มุมสัมผัสนี้เป็นผลมาจากสมดุลระหว่างแรงแอดฮีชั่นกับแรงโคฮีชั่น

มุมสัมผัสนี้ก็จะบอกแนวโน้มที่หยดของเหลวจะกระจายตัวในพื้นผิวเรียบของของแข็ง โดยมุมสัมผัสจะแปรผกผันกับความสามารถในการกระจายตัวของของเหลว[1]

มุมสัมผัสที่น้อยกว่า 90° โดยทั่วไปจะหมายถึง ภาวะการเปียกของพื้นผิวอยู่ในระดับดีมาก และ ของเหลวจะกระจายออกไปเป็นบริเวณกว้าง มุมสัมผัสที่มากกว่า 90° โดยทั่วไปจะหมายถึง ภาวะการเปียกของพื้นผิวอยู่ในระดับไม่ดี และ ของเหลวจะสัมผัสกับพื้นผิวของเหลวเพียงเล็กน้อยและจะก่อตัวเป็นทรงหยดน้ำค้าง

สำหรับกรณีถ้าของเหลวนั้นเป็นน้ำ, พื้นผิวที่มีการกระจายตัวได้ดีจะถูกเรียกว่า hydrophilic และพื้นผิวที่มีการกระจายตัวไม่ดีจะถูกเรียกว่า hydrophobic พื้นผิวที่มีการกระจายตัวไม่ดีอย่างยิ่งยวด (Superhydrophobic) จะให้มุมสัมผัสที่มากกว่า 150° ทำให้มีหน้าสัมผัสระหว่างของเหลวและของแข็งน้อยมากๆ ซึ่งกรณีนี้บางครั้งถูกเรียกว่า "Lotus effect" หรือ "ปรากฏการณ์ใบบัว"

ตารางที่ 1 แสดงมุมสัมผัสค่าต่างๆและปฏิสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้อง[2]

บทความที่เกี่ยวข้อง[แก้]

อ้างอิง[แก้]

  1. Sharfrin, E.; Zisman, William A. (1960). "Constitutive relations in the wetting of low energy surfaces and the theory of the retraction method of preparing monolayers". The Journal of Physical Chemistry 64 (5): 519–524. doi:10.1021/j100834a002. 
  2. Eustathopoulos, N.; Nicholas, M.G. and Drevet B. (1999). Wettability at high temperatures. Oxford, UK: Pergamon. ISBN 0080421466.