습식 전환

Wetting transition

습식 전환(캐시-)Wenzel 전환)은 고체(또는 액체) 표면을 액체로 적시는 과정에서 발생할 수 있다.전환은 습식 특성을 갖는 거시적 파라미터인 접촉 각도의 특정 변화에 해당한다.[1]다양한 접촉 각도가 동일한 고체 기질에 공존할 수 있다.습식 전환은 표면이 평평한지 또는 거친지에 따라 다른 방식으로 발생할 수 있다.

평평한 표면

액체를 평평한 표면에 떨어뜨리면 두 가지 상황이 발생할 수 있다.접촉 각도가 0일 경우, 그 상황을 완전 습윤이라고 한다.접점 각도가 0~180° 사이일 경우, 그 상황을 부분적 습식이라고 한다.습윤 전환은 부분 습윤에서 완전 습윤으로 표면 위상 전환이다.[2]

거친 표면

거친 표면의 상황은 훨씬 더 복잡하다.거친 표면의 습윤 특성의 주요 특징은 이른바 겉보기 접촉각(APCA)이다.일반적으로 측정되는 APCA가 영 방정식에 의해 예측된 것과 다르다는 것은 잘 알려져 있다.이러한 불일치를 설명하기 위해 두 가지 주요 가설, 즉 Wenzel과 Cassie 습식 모델들이 제안되었다.[3][4][5]전통적인 캐시 모델에 따르면, 공기는 "공기 주머니"를 형성하면서 낙하물 아래에 갇혀 있을 수 있다.따라서, 그 낙하물이 부분적으로 공기에 위치하기 때문에 표면의 친수성이 강화된다.한편, Wenzel 모델에 따르면, 거칠기는 단단한 표면의 면적을 증가시키며, 이것은 또한 이 표면의 습윤 특성을 기하학적으로 수정한다.[1][3][4][5]캐시에서 웬젤 정권으로의 이행을 습식 이양이라고도 한다.[6][7][8]압력이나 진동과 같은 특정한 외부 자극 하에서, 카시의 공기 트랩 습윤 상태는 웬젤 상태로 변환될 수 있다.[6][9][10][11]외부 자극과는 별개로 액체의 내적 접촉각(90도 이하), 액체 변동성, 충치의 구조(반전 또는 비반전, 연결 또는 연결되지 않음)는 습식 전환 비율을 결정하는 중요한 요소로 알려져 있다.[12]캐시 에어 트랩 습식 체제는 보다 높은 에너지 상태에 대응한다는 것은 잘 받아들여지고 있으며, 캐시--Wenzel 전환은 되돌릴 수 없다.[13]그러나 전환의 메커니즘은 여전히 불명확하다.캐시-가 제안되었다.Wenzel 전환은 드롭 중심에서 시작하는 핵 메커니즘을 통해 발생한다.[14]한편, 최근의 실험에서는 캐시가-원젤 전환은 외부 자극에 따른 3중선 변위 때문일 가능성이 높다.[9][10][11]이른바 난공 카시 습윤 상태의 존재도 고려해야 한다.[11]습식 전환을 이해하는 것은 초저공포성 표면 설계에 있어 가장 중요하다.[15][16]

참고 항목

참조

  1. ^ a b P.G. 드 제네스, F.브로셔-와야트, D.2003년 베를린 스프링거의 케레, 캐필러리티와 습식 현상.
  2. ^ D. 본, D.로스, 프로그 의원님2001, 64, 1085-1183
  3. ^ a b A. B. D. 캐시와 S. 백스터, 트랜스.패러데이 Soc, 1944, 40, 546–551.
  4. ^ a b A. B. D. Cassie, 토의.패러데이 Soc, 1948, 3, 11–16.
  5. ^ a b R. N. Wenzel, Ind. Eng.화학, 1936, 28, 988–994.
  6. ^ a b A. 라후마, D.퀘레, 냇2003년, 2, 457–460.
  7. ^ L. Barbieri, E. Wagner, P. Hoffmann, Langmuir, 2007, 23, 1723-1734.
  8. ^ J. Wang, D.Chen, Langmuir, 2008, 24, 10174-10180.
  9. ^ a b E. 보르마셴코, R. 포그레브, G.왜, 예.보르마셴코, 엠 에를리히, 랭무어, 2007, 23, 6501–6503.
  10. ^ a b E. 보르마셴코, R. 포그레브, G.왜, 예.보르마셴코, 엠엘리히, 랭무어, 2007년, 23, 12217–12221.
  11. ^ a b c E. 보르마셴코, R. 포그레브, T.스타인, G.Whyman, M. Elrich, A.무신, V. 마차바리아리, D.아루바흐, 체육관화학. 화학.체육, 2008, 10, 4056–4061.
  12. ^ Seo, Dongjin; Schrader, Alex M.; Chen, Szu-Ying; Kaufman, Yair; Cristiani, Thomas R.; Page, Steven H.; Koenig, Peter H.; Gizaw, Yonas; Lee, Dong Woog; Israelachvili, Jacob N. (2018-08-07). "Rates of cavity filling by liquids". Proceedings of the National Academy of Sciences. 115 (32): 8070–8075. doi:10.1073/pnas.1804437115. ISSN 0027-8424. PMC 6094138. PMID 30026197.
  13. ^ A. 마머, 소프트 머터, 2006, 2, 12–17.
  14. ^ C. 이시노, K.오쿠무라, 유로피스.2006년, 76(3), 464–470.
  15. ^ D. 퀘레, M. 레이사트, 필로스.Trans. R. Soc. London, 2008, 366, 1539–1556.
  16. ^ M. 노소노프스키, B.부산, 어드밴스.펑트. 메터.2008, 18, 843–855.