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संपर्क कोण
संपर्क कोण:
जब हम ठोस सतह पर एक छोटी बूंद रखते हैं, तरल वाष्प इंटरफ़ेस ठोस सतह के साथ संपर्क कोण बनाता है या ठोस पर छोटी बूंद की स्पर्शरेखा रूपरेखा संपर्क कोण बनाती है। यह एक तरल, सतह तनाव, स्वच्छता और आसंजन द्वारा ठोस के नमीपन का एक मात्रात्मक माप है। सतह के हाइड्रोफोबिसिटी और हाइड्रोफिलिसिटी वर्णों को भी निर्धारित किया जा सकता है। संपर्क कोण हिस्टैरिसीस का उपयोग खुरदरापन, गतिशीलता और विषमता को चिह्नित करने के लिए किया जाता है। संपर्क कोण हिस्टैरिसीस अधिकतम संपर्क कोण और न्यूनतम संपर्क कोण मानों के बीच का अंतर है। चूंकि संपर्क कोण को मापने के संदर्भ में धातु के थर्मोडायनामिक्स पर विचार किया जाता है, इसलिए विश्लेषण तीन चेहरों के बीच इंटरफेसियल मुक्त ऊर्जा पर आधारित होता है।
संपर्क कोण को इस प्रकार लिखा जा सकता है:-
Cos θ(c )=γsv-γsl/γlv
Where,' cosθc ' संपर्क कोण है (cosθ)
'γsv' ठोस और वाष्प की अंतःक्रियात्मक ऊर्जा है
'γsl' ठोस और तरल की इंटरफेसियल ऊर्जा है
'γlv' तरल और वाष्प की इंटरफेसियल ऊर्जा है
नमीपन और गैर नमीपन :
जब ठोस सतह पर एक तरल गिराया जाता है, तो संपर्क कोण को मापते समय दो चरम मामलों पर विचार किया जाता है। संपर्क कोण 0 से 180 के बीच होता है। यदि बूंद दृढ़ता से ठोस से जुड़ी होती है जो प्रकृति में हाइड्रोफिलिक है, तो तरल पूरी तरह से ठोस सतह पर फैल जाता है, संपर्क कोण 0-30 के बराबर होता है या तरल फिल्म बनती है ठोस सतह पर, (ऐसा कहा जाता है कि पूर्ण नमीपन मौजूद है)। अत्यधिक हाइड्रोफिलिक ठोस में संपर्क कोण 0-30 से होगा और कम हाइड्रोफिलिक ठोस के लिए लगभग 90 का संपर्क कोण होगा। अन्य मामले में, छोटी बूंद ठोस सतह से कमजोर रूप से जुड़ी हुई है और संपर्क कोण 120 से ऊपर होगा या तरल ठोस सतह पर एक वृत्त बनाता है, (सतह पर सही गैर नमीपन होती है)।
गतिशील और संतुलन संपर्क कोण:-
यदि संपर्क कोण मापा जाता है जब या तो तरल बूंद अभी भी फैलती है या इसकी थर्मोडायनामिक स्थिति की अवस्था अभी भी बदलती है, तो मापा संपर्क कोण को गतिशील संपर्क कोण कहा जाता है। हालांकि, अगर संपर्क कोण को इस स्थिति में मापा जाता है कि तरल बूंद स्थिर है और आसपास की स्थितियां स्थिर स्थिति में हैं, तो मापा संपर्क कोण को स्थिर/संतुलन संपर्क कोण कहा जाता है। सैद्धांतिक रूप से, गतिशील संपर्क कोण हाइड्रोडायनामिक स्थितियों से अधिक संबंधित है, जबकि संतुलन संपर्क कोण दी गई थर्मोडायनामिक स्थितियों के तहत ठोस-तरल-वाष्प प्रणाली के सतह गुणों पर निर्भर करता है। जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, इस आलेख में केवल संतुलन संपर्क कोणों पर चर्चा की जाएगी, हालांकि अधिकांश प्रयोगात्मक तकनीक संतुलन और गतिशील संपर्क कोण दोनों को मापने के लिए लागू होती हैं।
सतहों का वर्गीकरण:-
संपर्क कोण के आधार पर सतह को वर्गीकृत किया जा सकता है(CA;θc).
सुपरहाइड्रोफोबिक सतहों का विकास:-
(१) सबसे कम सतह ऊर्जा वाली धातु; CA ~ 120o प्राप्त होता है।
(२) इस प्रकार, हाइड्रोफोबिक सतहों के लिए, एक बढ़ी हुई सतह खुरदरापन CA को बढ़ाती है।
(३) इस प्रकार, हाइड्रोफोबिक सतहों के लिए, एक बढ़ी हुई सतह खुरदरापन CA को बढ़ाती है।
(२) इस प्रकार, हाइड्रोफोबिक सतहों के लिए, एक बढ़ी हुई सतह खुरदरापन CA को बढ़ाती है।
(३) इस प्रकार, हाइड्रोफोबिक सतहों के लिए, एक बढ़ी हुई सतह खुरदरापन CA को बढ़ाती है।
विभिन्न संपर्क कोण मापने के तरीके:-
(१) स्थिर सेसाइल ड्रॉप विधि (संपर्क कोण)
(२) गतिशील सेसाइल ड्रॉप विधि (संपर्क हिस्टैरिसीस)
(३) पाउडर संपर्क कोण विधि
(४) गतिशील विल्हेमी विधि
(५) सिंगल-फाइबर विल्हेमी विधि
संपर्क कोण को प्रभावित करने वाले कारक :-
(१) खुरदरापन
(२) सतह पर मौजूद कार्यात्मक समूह
(३) अशुद्धियाँ
(४) सरंध्रता
(५) भूतल ऊर्जा
