Yüzey ve Arayüzeyler

İki fazın karşılaştığı yerde arayüzeyler oluşur. Arayüzeyler, doğru ölçüm yöntemleriyle ölçülebilen arayüzey gerilimi veya zeta potansiyeli gibi çeşitli özelliklere sahiptir. Bu özelliklerin incelenmesi, örneğin daha güçlü veya daha zayıf ıslanma veya yapışma üretmek için bir arayüz değiştirildiğinde önemlidir.

Bir Arayüz ile Yüzey Arasındaki Fark Nedir ?

Arayüzey, birbirine karışmayan iki faz arasındaki temas düzlemidir. Faz, fiziksel büyüklüklerin aniden değişmediği bir alandır. Fazlar katı, sıvı veya gaz halinde olabilir. Beş tür arayüzey vardır:

• katı-katı
• katı-sıvı
• katı-gaz
• sıvı-sıvı
• sıvı-gaz

Gazlar birbiriyle karıştığından, gaz-gaz arayüzleri yoktur. Yüzey terimi genellikle katı-gaz ve sıvı-gaz arayüzleri için kullanılır. Dolayısıyla, arayüzey tüm temas alanları için kullanılan genel bir terimdir. Bir yüzey, iki özel arayüz biçimini ifade eder.

Bir Arayüz Ayrıntılı Olarak Neye Benzer ?

Arayüzler keskin, iki boyutlu sınırlar değildir. Özellikle sıvı-gaz arayüzü söz konusu olduğunda, iki fazın kademeli olarak birbirine geçtiği üç boyutlu, geniş bir alan vardır (bkz. Şekil 1). Bununla birlikte, makroskopik gözlemler için, ani geçişli ince bir arayüzeyin basitleştirilmiş varsayımı yeterlidir.

Arayüzler ve Yüzeyler Hangi Özelliklere Sahip Olabilir ?

Ara yüzeyler fazın geri kalanından farklı özelliklere sahip olabilir. Bu nedenle son yıllarda, sadece arayüzeylerin ve yüzeylerin incelenmesi ve modifikasyonu ile ilgilenen ayrı bir bilim dalı ortaya çıkmıştır.

Arayüzlerin kesin karakterizasyonu sadece araştırmalarda değil, aynı zamanda birçok endüstride de büyük önem taşımaktadır. Arayüzlerin özellikleri son derece çok yönlüdür. Ölçüm cihazı üreticisi DataPhysics Instruments bu nedenle en önemli parametrelerin araştırılmasında uzmanlaşmıştır.

Bir sıvının bir katı üzerindeki ıslanma davranışının incelenmesi birçok endüstride önemlidir. Islanma davranışı için önemli parametreler statik ve dinamik temas açılarıdır. Temas açıları, örneğin bir damla katı bir yüzeye oturduğunda ölçülebilir. Polar ve dispersiyon bileşenleri ile katıların yüzey enerjisi gibi diğer parametreler de temas açısından belirlenebilir.

İki faz arasındaki yapışma, arayüzey enerjisinden ve arayüzeyin yapısı ve pürüzlülüğü gibi diğer özelliklerinden kaynaklanır. Yapışma, yapışma işi olarak hesaplanabilir veya doğrudan bir yapışma kuvveti olarak ölçülebilir.

Yüzeye yakın yük durumunu araştırmak için zeta potansiyelinin ölçülmesi yararlıdır. DataPhysics Instruments, tozların, liflerin ve plaka şeklindeki katıların zeta potansiyelini araştırabilen bir ölçüm cihazı sunmaktadır.

Diğer parametreler arasında sıvıların yüzey ve arayüzey gerilimi yer alır. Bir sıvının çevresindeki havada geliştirdiği yüzey gerilimi, sıvının bir katı üzerindeki ıslanma davranışını etkiler. İki sıvı arasındaki arayüzey gerilimi, bu iki sıvının birbirlerine göre nasıl davrandıkları hakkında bilgi sağlayabilir.

Sıvı dispersiyonlarının zaman içindeki kararlılığını analiz etmek için optik kararlılık ve yaşlanma incelemesinin yararlı olduğu kanıtlanmıştır. Bu nedenle, sıvı çok fazlı karışımlar, çökelme ve kremleşme gibi stabilizasyon süreçleri açısından incelenmelidir.

Çevresel etkiler arayüzeylerin özelliklerini değiştirebilir. Bunlar arasında örneğin yüzey aktif maddelerin konsantrasyonu, havadaki nem veya sıcaklık sayılabilir. Bu çevresel etkiler izlenmeli ve gerekirse yüzey bilimi deneylerinde kontrol edilmelidir.