표면 장력과 젖음

표면 장력과 젖음

 

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○ 표면 에너지(surface energy)

> 최외층의 원자의 인력에 의하여 외부의 물질을 끌어당기는 에너지

> 액체의 젖음을 촉진시키므로 접착의 구동력으로 작용

 

 

내부에 있는 원자(노란색)는 주변 6개 원자와 결합하고 있다.

표면에 있는 원자(하늘색)는 주변 4개 원자와 결합하고 있다.

표면에 있는 원자도 내부에 있는 원자처럼 6개 원자와 결합하고 싶어 한다.

→ 이것이 표면에 있는 원자가 외부 물질을 끌어당기는 이유이다.

 

 

 

○ 표면 장력(surface tension)

> 표면 자유 에너지가 증가하여 표면적을 최소로 하려는 힘

> 단위: dyne/cm = mN/m (밀리뉴튼 퍼 미터, SI 단위계)

 

 

 

○ 젖음(wetting): 고체 위에 액체를 떨어뜨렸을 때 액체가 퍼지는 정도

 

 

 

○ 젖음성(wettability): 젖음성이 크면 잘 퍼지고 부착이나 흡착도가 증가

 

 

 

○ 접촉각(wetting angle): 고체와 액체의 접촉 경계부의 각도

> 젖음성을 평가하는 척도

> 접촉각↑, 젖음성↓

> 액체의 표면 장력↑, 고체의 표면 에너지↓

 

 

 

○ 완전한 젖음(spontaneous spreading): 전체 자유 에너지가 최소

> 고체 평면의 표면 에너지 최대

> 액체의 표면 장력 최소

- 온도 증가(물): 76 dyne/㎝(0℃), 68 dyne/㎝(50℃), 59 dyne/㎝(100℃)

- 계면활성제(surfactant) 첨가: sodium (lauryl sulfate, stearate, oleate)

 

 

 

 

[키워드] 표면장력 기준문서, 젖음 기준문서