دانلود مقالات ISI درباره زاویه تماس + ترجمه فارسی

زاویه تماس(به انگلیسی: Contact angle) زاویه‌ای است، برای یک مایع (یا قطره) که میان سطح تماس مایع/بخار با جایی که مایع سطح جامد را لمس می‌کند تعریف می‌شود. زاویه تماس یک قطره از مایع با سطح آن در تعیین ترشوندگی، مؤثر است. هرچه زاویه تماس به صفر نزدیک تر باشد ترشوندگی بیشتر است. هرچه زاویه تماس به ۱۸۰ نزدیک‌تر باشد آب‌گریزی افزایش می‌یابد. به حداکثر زاویه تماس یک قطره با سطح، زاویه پیشروی و کمینه زاویه تماس را زاویه پسروی می‌گویند. اختلاف میان زاویه‌ های پیش‌روی و پس‌روی را پسماند زاویه تماس می‌خوانند. قانون یانگ، ترشوندگی را برای یک سطح ایده‌آل تعریف می‌کند: که در آن ɣ انرژی آزاد سطح میان سطح‌های مختلف مایع و جامد و گاز و θ زاویه تماس است. با استفاده از سیستم اندازه‌گیری زاویه تماس می‌توان میزان آب دوستی، آب گریزی، اثرات فوتوکاتالیستی و خواص خودتمیز شوندگی سطح را بررسی کرد. اندازه‌گیری زاویه تماس صرفا با قطره آب (با حجم 4 میکرولیتر) توسط سیستمی مجهز به یک دوربین CCD با قابلیت عکس‌برداری از قطره و دارای نرم افزار سنجش زاویه تماس قطره با سطح مورد نظر انجام می شود. هنگامی که بین یک سطح جامد و یک مایع فصل مشترکی ایجاد می‌شود، ‌زاویه بین سطح مایع و محیط بیرونی سطح جامد به عنوان زاویه تماس (θ) شناخته می‌شود. زاویه تماس در واقع مقیاسی از ترشوندگی سطح جامد توسط مایع است. در شرایط ترشدن کامل سطح (پخش‌شدن مایع روی سطح جامد)، زاویه تماس° 0 است. در صورتی‌که زاویه تماس بین ° 0 و ° 90 باشد، ‌سطح جامد قابلیت ترشوندگی دارد و در شرایطی که این زاویه بیش از ° 90 باشد،‌ ترشوندگی سطح بسیار کم است. در مواد بسیار آبگریز که پدیده لوتوس در آن‌ها مشاهده می‌شود، ‌زاویه تماس به حد تئوری خود، ° 180، میل می‌کند. در واقع،‌ قطرات مایع دارای زاویه تماس بیش از ° 90،‌ آبگریز هستند و خواص نظیر ترشوندگی ضعیف،‌چسبندگی بسیار کم و انرژی آزاد سطحی پایین از خود بروز می‌دهند. بالعکس، در شرایطی که زاویه تماس کوچک است (کمتر از ° 90)، سطح اصطلاحا آب دوست نامیده می‌شود که در مقایسه با سطوح دارای زاویه تماس بزرگ تر،‌ ترشوندگی و چسبندگی بهتر و انرژی آزاد سطحی بالاتری دارد. طبق معادله یانگ،‌ بین زاویه تماس (θ)، کشش سطحی مایع (σl)،‌ کشش فصل مشترکی بین سطح مایع و جامد (σsl) و انرژی آزاد سطحی جامد (σs) رابطه وجود دارد: σs=σsl+ σl. cosθ بنابراین با داشتن زاویه تماس یک یا دو مایع می‌توان انرژی آزاد سطح جامد را تعیین کرد. تعیین زاویه تماس در پوشش‌دهی،‌رنگ‌کردن،‌تمیز کردن،‌پرینت،‌ایجاد پوشش‌های آب دوست و آبگ ریز و ایجاد اتصال،‌اهمیت ویژه‌ای دارد. زاویه تماس تعادل میان نیروهای جاذبه بین مولکول‌های مشابه مانند مولکول‌های مایع (یعنی پیوندهای هیدروژنی و نیروهای واندروالس) و نیروهای چسبندگی بین مولکول‌های غیر مشابه مانند نیروی بین مولکول‌های جامد و مایع (نیروهای مکانیکی و الکترواستاتیک)،‌ زاویه تماس فصل مشترک مایع و جامد را تعیین می‌کند. زاویه تماس به دو صورت استاتیک و دینامیک می‌تواند باشد. زاویه تماس استاتیک در شرایطی اندازه‌گیری می‌شود که قطره روی سطح قرار گرفته و مرز سه‌فازی جابجا نمی‌شود. این ویژگی معمولا در کنترل کیفیت،‌ کارهای تحقیقاتی و توسعه محصولات کاربرد دارد. اما زاویه تماس دینامیک،‌ کاربردهای وسیعی شامل پرینت، بازیافت نفت،‌ پوشش‌دهی و ایمپلنت‌ها دارد. زاویه تماس استاتیک: زاویه تماس استاتیک به حالتی اطلاق می‌شود که حین اندازه‌گیری،‌ زاویه بین جامد و مایع ثابت است. برخلاف زاویه تماس دینامیک که اندازه‌گیری آن حین افزایش و کاهش زاویه تماس اندازه‌گیری می‌شود. روش اندازه‌گیری زاویه تماس -آنالیز شکل قطره یا قطره چسبیده: در این روش، از آنالیز تصویر قطره موجود بر سطح جامد به منظور تعیین زاویه تماس استفاده می‌شود. -روش حباب درگیر: آنالیز تصویر حباب هوای محبوس در مایع زیر سطح جامد -روش فاصله نمای بالا: با استفاده از فاصله بین نقاط نوری بازتابیده روی سطح قطره،‌ انحنای سطحی قطره به همراه زاویه تماس اندازه‌گیری می‌شوند.