ภาวะการเปียก

ภาวะการเปียก (อังกฤษ: wetting) คือความสามารถของของเหลวในการรักษาหน้าสัมผัสกับพื้นผิวของแข็ง ซึ่งเป็นผลจาก ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล โดยระดับขั้นของภาวะการเปียกขึ้นกับความสมดุลระหว่าง แอดฮีชั่น และ โคฮีชั่น

Figure 1: Droplet of water on an ideal surface.

ภาวะการเปียกมีความสำคัญในการยึดติดกันของวัสดุสองชิ้น แรงยกตัว (หรือ capillary effect) ก็เป็นผลมาจากภาวะการเปียก และแรงพื้นผิวที่กำหนดภาวะการเปียก รูปร่างของหยดของเหลวบนพื้นผิวของแข็ง จะมีรูปร่างเป็นรูปทรงหยดน้ำค้าง

คำอธิบาย

แรงแอดฮีชั่น ระหว่างของเหลวและของแข็ง จะทำให้ของเหลวกระจายตัวไปทั่วพื้นผิว ส่วนแรงโคฮีชั่นภายในของเหลวเองจะทำให้ของเหลวเกาะกันเป็นทรงกลมและไม่สัมผัสกับพื้นผิวของของแข็ง

Table 1: Varying contact angles and their corresponding solid/liquid and liquid/liquid interactions.
Contact angle	Degree of wetting	Strength of:
		Sol./Liq. interactions	Liq./Liq. interactions
θ = 0	Perfect wetting	strong	weak
0 < θ < 90°	high wettability	strong	strong
		weak	weak
90° ≤ θ < 180°	low wettability	weak	strong
θ = 180°	perfectly non-wetting	weak	strong

 

Figure 2: Wetting of different fluids. A shows a fluid with very little wetting, while C shows a fluid with more wetting. A has a large contact angle, and C has a small contact angle.

รูปที่ 1 แสดงมุมสัมผัส (contact angle, θ) มุมสัมผัสเป็นมุมระหว่างระนาบของปฏิสัมพันธ์ของของเหลว-ก๊าซกับระนาบของปฏิสัมพันธ์ของเหลว-ของแข็ง มุมสัมผัสนี้เป็นผลมาจากสมดุลระหว่างแรงแอดฮีชั่นกับแรงโคฮีชั่น

มุมสัมผัสนี้ก็จะบอกแนวโน้มที่หยดของเหลวจะกระจายตัวในพื้นผิวเรียบของของแข็ง โดยมุมสัมผัสจะแปรผกผันกับความสามารถในการกระจายตัวของของเหลว

มุมสัมผัสที่น้อยกว่า 90° โดยทั่วไปจะหมายถึง ภาวะการเปียกของพื้นผิวอยู่ในระดับดีมาก และ ของเหลวจะกระจายออกไปเป็นบริเวณกว้าง มุมสัมผัสที่มากกว่า 90° โดยทั่วไปจะหมายถึง ภาวะการเปียกของพื้นผิวอยู่ในระดับไม่ดี และ ของเหลวจะสัมผัสกับพื้นผิวของเหลวเพียงเล็กน้อยและจะก่อตัวเป็นทรงหยดน้ำค้าง

สำหรับกรณีถ้าของเหลวนั้นเป็นน้ำ, พื้นผิวที่มีการกระจายตัวได้ดีจะถูกเรียกว่า hydrophilic และพื้นผิวที่มีการกระจายตัวไม่ดีจะถูกเรียกว่า hydrophobic พื้นผิวที่มีการกระจายตัวไม่ดีอย่างยิ่งยวด (Superhydrophobic) จะให้มุมสัมผัสที่มากกว่า 150° ทำให้มีหน้าสัมผัสระหว่างของเหลวและของแข็งน้อยมากๆ ซึ่งกรณีนี้บางครั้งถูกเรียกว่า "Lotus effect" หรือ "ปรากฏการณ์ใบบัว"

ตารางที่ 1 แสดงมุมสัมผัสค่าต่างๆและปฏิสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้อง

บทความที่เกี่ยวข้อง

• แรงยกตัว
• สารลดแรงตึงผิว
• แรงตึงผิว

อ้างอิง

1. Sharfrin, E.; Zisman, William A. (1960). "Constitutive relations in the wetting of low energy surfaces and the theory of the retraction method of preparing monolayers". The Journal of Physical Chemistry. 64 (5): 519–524. doi:10.1021/j100834a002.
2. Eustathopoulos, N. (1999). Wettability at high temperatures. Oxford, UK: Pergamon. ISBN 0080421466. Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (help)