Kąt kontaktu
Kąt zwilżania – zmienna mierzona w dylatometrii
Kąt zwilżania jest miarą zdolności cieczy do zwilżania powierzchni ciała stałego. Kształt kropli na powierzchni zależy od napięcia powierzchniowego cieczy i charakteru powierzchni.
Na granicy między kroplą a środowiskiem gazowym napięcie powierzchniowe może powodować zakrzywiony kontur.
Na krawędzi kropli, gdzie kontur łączy się z powierzchnią styku, kąt styku tworzy się między interfejsem ciecz/ciało stałe a styczną do interfejsu ciecz/gaz.
Znaczenie kąta
Jeśli ciecz spływa równomiernie po powierzchni ciała stałego, następuje całkowite zwilżenie, a kąt zwilżania wynosi 0°.
Jeśli kąt wynosi od 0° do 90°, powierzchnia jest zwilżalna. Powierzchnia jest określana jako hydrofilowa.
Kąt pomiędzy 90° a 150° oznacza, że powierzchnia nie jest zwilżalna. Jest hydrofobowa.
Od wartości 150° jest to powierzchnia ultrahydrofobowa, która jest całkowicie odporna na działanie cieczy. Właściwość ta opisywana jest jako efekt lotosu.
- Kąt pomiędzy 0° a 90° = powierzchnia zwilżalna, hydrofilowa
- Kąt pomiędzy 90° a 150° = powierzchnia niezwilżalna, hydrofobowa
- Kąt od 150° = powierzchnia ultrahydrofobowa, całkowicie odporna na ciecze, efekt lotosu
Kąt zwilżania jako podstawa podejmowania decyzji w praktyce
Znajomość kąta zwilżania jest podstawą do oceny przydatności farb, lakierów i środków chłodząco-smarujących, które powinny jak najlepiej zwilżać materiały.
Z kolei przy wykańczaniu niektórych tekstyliów i wodoodpornych fasad budynków celem jest zminimalizowanie zwilżania.
Na zwilżalność można w szczególności wpływać poprzez odpowiednią obróbkę powierzchni.
Pomiar kąta zwilżania umożliwia planowe opracowanie zoptymalizowanych procesów w tym obszarze.
Pomiar kąta zwilżania jest przeprowadzany jako część analizy konturu kropli, w której obraz cienia kropli jest analizowany optycznie.
Mikroskop grzewczy Linseisa może być również wykorzystany do precyzyjnego określenia zależności kąta zwilżania od temperatury.