Kąt zwilżania i powierzchnie hydrofobowe
48 Questions
0 Views

Choose a study mode

Play Quiz
Study Flashcards
Spaced Repetition
Chat to Lesson

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

Która z poniższych wartości kąta zwilżania wskazuje na powierzchnię hydrofobową?

  • $θ$ = 10°
  • $θ$ = 75°
  • $θ$ = 25°
  • $θ$ = 110° (correct)

Jakiego rodzaju substancje najczęściej powodują pogorszenie zwilżalności powierzchni?

  • Węglowodory (correct)
  • Związki polarne
  • Surfaktanty
  • Tlenki metali

Co nie przyczynia się do zwiększenia zwilżalności powierzchni?

  • Zwiększenie polarności powierzchni
  • Dodatek surfaktantów
  • Utlenianie powierzchni
  • Pokrycie związkami organicznymi (correct)

Które z wymienionych zastosowań nie wykorzystują hydrofobowych właściwości materiałów?

<p>Kondensatory (C)</p> Signup and view all the answers

Jaki jest główny cel stosowania małych objętości kropli podczas pomiaru kąta zwilżania?

<p>Zminimalizowanie wpływu sił grawitacyjnych (D)</p> Signup and view all the answers

Jaki zakres wysokości mają wypustki na powierzchni liści lotosu, które przyczyniają się do efektu superhydrofobowości?

<p>5-10 $\mu$m oraz 15-20 $\mu$m (A)</p> Signup and view all the answers

Co jest kluczowe dla prawidłowego pomiaru kąta zwilżania zgodnie z równaniem Younga?

<p>Zastosowanie małej objętości kropli i krótki czas analizy (B)</p> Signup and view all the answers

Który z wymienionych czynników nie ma wpływu na prawidłowy pomiar kąta zwilżania?

<p>Zastosowana metoda syntezy materiału (A)</p> Signup and view all the answers

Jakie warunki są preferowane podczas wykonywania pomiarów kąta zwilżania?

<p>Stała temperatura i niska, ściśle określona wilgotność. (B)</p> Signup and view all the answers

Która z metod dynamicznego pomiaru kąta zwilżania wykorzystuje zmianę objętości kropli?

<p>Metoda igłowa. (B)</p> Signup and view all the answers

W której metodzie pomiaru kąta zwilżania mierzy się kąt napływu i kąt cofania?

<p>Metodzie pochyłu. (D)</p> Signup and view all the answers

Na czym polega metoda pęcherzyka powietrza w pomiarach kąta zwilżania?

<p>Na pomiarze siły potrzebnej do oderwania pęcherzyka powietrza od powierzchni materiału. (A)</p> Signup and view all the answers

Która metoda wykorzystuje precyzyjną wagę analityczną do pomiaru sił działających na próbkę podczas kontaktu z cieczą?

<p>Metoda płytki Wilhelmy'ego. (B)</p> Signup and view all the answers

Który kąt jest zawsze mniejszy od kąta napływu w rzeczywistych warunkach?

<p>Kąt cofania. (D)</p> Signup and view all the answers

W jakim celu stosuje się wzorcowe ciecze pomiarowe?

<p>Posiadają znane napięcie powierzchniowe. (C)</p> Signup and view all the answers

Jakie parametry można określić za pomocą metody pęcherzyka powietrza?

<p>Napięcie powierzchniowe cieczy oraz właściwości hydrofilowe i hydrofobowe powierzchni. (C)</p> Signup and view all the answers

Która z metod obliczania swobodnej energii powierzchniowej polega na ekstrapolacji pomiarów kąta zwilżania do wartości cosθ=1?

<p>Metoda Zismana (C)</p> Signup and view all the answers

Na jakie dwie składowe rozkłada się swobodna energia powierzchniowa w metodzie składowej dyspersyjnej i polarnej?

<p>Składową dyspersyjną i polarną (B)</p> Signup and view all the answers

Która z metod obliczania swobodnej energii powierzchniowej jest szczególnie przydatna dla materiałów niepolarnych?

<p>Metoda Zismana (D)</p> Signup and view all the answers

Które z poniższych równań opisuje interakcje między cieczą a powierzchnią w metodzie Fowkesa?

<p>$𝛾_{SL} = 𝛾_S + 𝛾_L - 2\sqrt{𝛾_{Sd} ∙ 𝛾_{Ld}}$ (A)</p> Signup and view all the answers

Czym charakteryzuje się metoda Owensa-Wendta (OWRK) w porównaniu do metody Fowkesa?

<p>Jest rozszerzeniem metody Fowkesa (B)</p> Signup and view all the answers

Która metoda jest opisana równaniem $𝛾_{SL} = \frac{4 ∙ 𝛾_{Sd} ∙ 𝛾_{Ld}}{(𝛾_{Sd} ∙ 𝛾_{Ld})} + \frac{4 ∙ 𝛾_{Sp} ∙ 𝛾_{Lp}}{(𝛾_{Sp} ∙ 𝛾_{Lp})}$ ?

<p>Metoda Wu (D)</p> Signup and view all the answers

Do czego służy metoda Zismana?

<p>Do wyznaczania krytycznej swobodnej energii powierzchniowej. (A)</p> Signup and view all the answers

Która metoda obliczania swobodnej energii powierzchniowej jest uważana za bardziej dokładną w przypadku materiałów o złożonej strukturze powierzchni?

<p>Metoda Wu (C)</p> Signup and view all the answers

Który element w mikroskopie elektronowym generuje wiązkę elektronów?

<p>Termokatoda (A)</p> Signup and view all the answers

Zastosowanie wyższego napięcia w dziale elektronowym powoduje:

<p>Zwiększenie ryzyka uszkodzenia próbki. (A)</p> Signup and view all the answers

Elektrony wtórne (SE) charakteryzują się:

<p>Energiami nie przekraczającymi zazwyczaj 50 eV. (B)</p> Signup and view all the answers

W mikroskopii transmisyjnej (TEM) próbki:

<p>Muszą być cienkie, aby elektrony mogły przez nie przechodzić. (C)</p> Signup and view all the answers

Która z poniższych metod jest wykorzystywana do pocieniania próbek w mikroskopii TEM?

<p>Mielenie jonowe z użyciem argonu. (C)</p> Signup and view all the answers

Apertura obiektywu w mikroskopie elektronowym służy do:

<p>Eliminowania elektronów pod dużym kątem wiązki. (B)</p> Signup and view all the answers

Skaningowy tryb pracy mikroskopu elektronowego polega na:

<p>Omiataniu próbki skupioną wiązką elektronów w sposób skaningowy. (D)</p> Signup and view all the answers

Która z metod pomiaru energii powierzchniowej uwzględnia składowe dyspersyjne, kwasowe i zasadowe?

<p>Metoda Van Ossa-Gooda (C)</p> Signup and view all the answers

Jakie jest główne założenie metody Neumana w kontekście energii powierzchniowej i kąta zwilżania?

<p>Między energią powierzchniową a kątem zwilżania istnieje zależność wykładnicza. (A)</p> Signup and view all the answers

Filtry absorpcyjne selektywnie pochłaniają światło w:

<p>Określonej długości fali lub szerokim zakresie. (B)</p> Signup and view all the answers

Który z wymienionych czynników nie jest typowym zanieczyszczeniem występującym w wodzie i ściekach, na które ukierunkowana jest fotokataliza?

<p>Gazy szlachetne (B)</p> Signup and view all the answers

Jaki jest główny produkt mineralizacji zanieczyszczeń organicznych w procesie fotokatalizy?

<p>Dwutlenek węgla i woda (B)</p> Signup and view all the answers

Które z poniższych stwierdzeń najlepiej opisuje definicję plazmy?

<p>Częściowo lub całkowicie zjonizowany gaz o wypadkowym ładunku równym zero. (A)</p> Signup and view all the answers

Jaką główną zaletę procesu modyfikacji plazmowej powierzchni wyróżnia się, w kontekście oddziaływania na środowisko?

<p>Brak negatywnego oddziaływania na środowisko dzięki eliminacji szkodliwych substancji. (D)</p> Signup and view all the answers

Która z opcji najtrafniej opisuje zakres modyfikacji materiałów za pomocą procesu plazmowego?

<p>Możliwość zmiany właściwości bardzo wielu materiałów. (C)</p> Signup and view all the answers

Które właściwości powierzchni można modyfikować za pomocą obróbki plazmowej?

<p>Chropowatość i stopień zwilżalności powierzchni, a także wiele innych. (C)</p> Signup and view all the answers

Które z wymienionych czynników zewnętrznych mogą wywołać efekt chromowy?

<p>Zmiana temperatury, działanie atmosfery gazowej, przepływ prądu oraz naprężenia mechaniczne. (C)</p> Signup and view all the answers

Jakie zmiany właściwości optycznych są charakterystyczne dla aktywnej powłoki optycznej (APO)?

<p>Zauważalna zmiana przezroczystości lub barwy powłoki oraz emisja światła. (A)</p> Signup and view all the answers

Który z wymienionych efektów chromowych nie jest indukowany przez przepływ prądu?

<p>Efekt termochromowy. (B)</p> Signup and view all the answers

Jakiego rodzaju procesem jest efekt elektrochromowy?

<p>Procesem odwracalnym, indukowanym przez przepływ ładunku elektrycznego. (C)</p> Signup and view all the answers

W jakim przedziale temperatur typowo używane są materiały termochromowe?

<p>Od -15 do 250 °C. (B)</p> Signup and view all the answers

Który z poniższych materiałów nie jest typowo wykorzystywany w aktywnych powłokach optycznych z efektem chromowym?

<p>$SiO_2$ (dwutlenek krzemu). (B)</p> Signup and view all the answers

Które z poniższych stwierdzeń najlepiej charakteryzuje efekt gazochromowy?

<p>Zmiana barwy lub przezroczystości materiału pod wpływem działania atmosfery gazowej. (C)</p> Signup and view all the answers

Jakie jest główne zastosowanie aktywnych powłok optycznych, poza dekoracyjnym aspektem?

<p>W soczewkach okularowych i inteligentnych oknach oraz mają zastosowania dekoracyjne. (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Kąt zwilżania (𝜃)

Kąt zwilżania jest to kąt utworzony między powierzchnią ciekłej kropli a powierzchnią ciała stałego, na którą ta kropla pada.

Powierzchnie hydrofilowe

Powierzchnie hydrofilowe charakteryzują się kątem zwilżania mniejszym niż 90 stopni. Kropla cieczy na takiej powierzchni rozpływa się, dobrze do niej przylegając.

Powierzchnie hydrofobowe

Powierzchnie hydrofobowe charakteryzują się kątem zwilżania większym niż 90 stopni. Kropla cieczy na takiej powierzchni tworzy prawie idealną kulę, nie rozpływając się.

Powierzchnie superhydrofilowe

Powierzchnie superhydrofilowe charakteryzują się kątem zwilżania mniejszym niż 30 stopni. Kropla cieczy na takiej powierzchni natychmiast rozpływa się, tworząc cienką warstwę.

Signup and view all the flashcards

Powierzchnie superhydrofobowe

Powierzchnie superhydrofobowe charakteryzują się kątem zwilżania większym niż 150 stopni. Kropla cieczy na takiej powierzchni praktycznie nie dotyka jej powierzchni, odbija się od niej jak od piłki.

Signup and view all the flashcards

Wzór Younga

Wzór Younga opisuje zależność między kątem zwilżania (𝜃), napięciami powierzchniowymi (𝛾), a energiami adhezji (𝑊) i kohezji (Γ). Wzór ten możemy zastosować do analizy zwilżalności powierzchni.

Signup and view all the flashcards

Efekt lotosu

Efekt lotosu to zjawisko superhydrofobowości, które obserwujemy na powierzchni liści lotosu. Kropla wody nie przylega do liścia, a odbija się od niego, zabierając ze sobą brud i zanieczyszczenia.

Signup and view all the flashcards

Pomiar kąta zwilżania

Pomiary kąta zwilżania to nie tylko procedura dotycząca powierzchni, ale również kluczowa umiejętność w analizie zwilżalności i określania jej wpływu na różne zjawiska.

Signup and view all the flashcards

Metoda igłowa

Metoda pomiaru kąta zwilżania, w której mała kropla cieczy jest stopniowo powiększana na badanej powierzchni, a kąt zwilżania jest rejestrowany.

Signup and view all the flashcards

Metoda pochyłu

Metoda pomiaru kąta zwilżania, w której kropla cieczy jest umieszczona na powierzchni, która jest następnie przechylana.

Signup and view all the flashcards

Kąt napływu

Kąt zwilżania mierzony z przodu kropli, gdy kropla zaczyna się poruszać.

Signup and view all the flashcards

Kąt cofania

Kąt zwilżania mierzony z tyłu kropli, gdy kropla zaczyna się poruszać.

Signup and view all the flashcards

Metoda pęcherzyka powietrza

Metoda pomiaru napięcia powierzchniowego i innych właściwości materiałów, w której niewielki pęcherzyk powietrza jest wprowadzany pod powierzchnię próbki zanurzonej w cieczy.

Signup and view all the flashcards

Metoda płytki Wilhelmy’ego

Metoda pomiaru napięcia powierzchniowego i zwilżalności, w której próbka materiału jest zanurzona i wyciągana z cieczy pomiarowej, a siły działające na nią są mierzone.

Signup and view all the flashcards

Kąt równowagowy

Wartość kąta zwilżania, która jest osiągana po ustabilizowaniu się kropli na powierzchni.

Signup and view all the flashcards

Zwilżalność

Właściwości materiałów, takie jak hydrofilia i hydrofobia, wpływają na to, jak ciecze zachowują się na ich powierzchni.

Signup and view all the flashcards

Metoda Zismana

Metoda wyznaczania swobodnej energii powierzchniowej przez ekstrapolację kąta zwilżania z homologicznego szeregu cieczy do cosθ=1, używana dla materiałów niepolarnych.

Signup and view all the flashcards

Metoda składowej dyspersyjnej i polarnej

Metoda rozkładająca swobodną energię powierzchniową na składową dyspersyjną i polarną, opierająca się na oddziaływaniach van der Waalsa i dipol-dipol.

Signup and view all the flashcards

Metoda Fowkesa

Wariant metody składowej dyspersyjnej i polarnej, gdzie energia powierzchniowa ciała stałego jest sumą składowych dyspersyjnych i polarnych, obliczanych przy użyciu znanych właściwości cieczy.

Signup and view all the flashcards

Metoda Owensa-Wendta (OWRK)

Rozszerzenie metody Fowkesa, gdzie napięcie powierzchniowe jest wyrażane jako suma składowych dyspersyjnych i polarnych.

Signup and view all the flashcards

Metoda Wu

Metoda oparta na równaniu harmonicznym, opisującym interakcję między cieczą a powierzchnią ciała stałego. Uwzględnia złożoną strukturę powierzchni.

Signup and view all the flashcards

Metoda Neumana

Metoda wykorzystywana do pomiarów energii powierzchniowej, która jest sumą składowych polarnych i dyspersyjnych.

Signup and view all the flashcards

Metoda Van Ossa-Gooda

Metoda wyznaczania swobodnej energii powierzchniowej poprzez analizowanie interakcji między cieczą a ciałem stałym, uwzględniając różne składowe energii.

Signup and view all the flashcards

Krytyczna swobodna energia powierzchniowa (γ)

Parametr określający najmniejsze napięcie powierzchniowe cieczy, która zwilża dany materiał. Otrzymywany z ekstrapolacji danych z metody Zismana.

Signup and view all the flashcards

Definicja plazmy

Częściowo lub całkowicie zjonizowany gaz, w którym ilość dodatnio i ujemnie naładowanych cząstek jest taka sama, dzięki czemu jej wypadkowy ładunek jest równy zero.

Signup and view all the flashcards

Modyfikacja plazmowa

Modyfikacja plazmowa jest bezpieczna, tania, powtarzalna i łatwa do kontroli. Wyróżnia się brakiem negatywnego wpływu na środowisko i umożliwia zmianę właściwości różnych materiałów w szerokim zakresie.

Signup and view all the flashcards

Fotokataliza heterogeniczna

W celu oczyszczania zanieczyszczeń, takich jak metale ciężkie, pestycydy, zanieczyszczenia organiczne, substancje ropopochodne i zanieczyszczenia mikrobiologiczne, stosowana jest fotokataliza heterogeniczna z wykorzystaniem TiO2. Ma ona swoje korzenie w zasadach zielonej chemii.

Signup and view all the flashcards

Zalety fotokatalizy heterogenicznej

Głównym atutem fotokatalizy jest pełna mineralizacja niebezpiecznych zanieczyszczeń organicznych obecnych w wodzie do CO2 i H2O.

Signup and view all the flashcards

Działo elektronowe

Urządzenie emitujące strumień elektronów, kluczowe w mikroskopii elektronowej.

Signup and view all the flashcards

Kolumna mikroskopu

W mikroskopii elektronowej, kolumna to część, w której znajdują się soczewki elektromagnetyczne kontrolujące wiązkę elektronów.

Signup and view all the flashcards

Soczewka kondensatora

Soczewka kondensatora skupia wiązkę elektronów, zwiększając jej gęstość przed trafieniem w próbkę.

Signup and view all the flashcards

Apertura obiektywu

Komponent w mikroskopie elektronowym, który ogranicza wiązkę elektronów, usuwając elektrony poruszające się pod dużym kątem.

Signup and view all the flashcards

Tryb skaningowy

Sposób tworzenia obrazu w mikroskopie elektronowym, polegający na skanowaniu próbki wiązką elektronów.

Signup and view all the flashcards

Elektrony wtórne (SE)

Elektrony emitowane z próbki po bombardowaniu elektronami pierwotnymi.

Signup and view all the flashcards

Preparatyka próbki do TEM

Proces przygotowywania próbki do analizy w TEM, polegający na jej cienieniu.

Signup and view all the flashcards

Filtry absorpcyjne

Typ filtrów optycznych, charakteryzujący się selektywnym pochłanianiem światła o określonej długości fali.

Signup and view all the flashcards

Efekt chromowy

Odwracalny proces chemiczny lub fizyczny, który zmienia kolor lub przezroczystość materiału pod wpływem zewnętrznego czynnika.

Signup and view all the flashcards

Aktywna Powłoka Optyczna (APO)

Powłoka, która zmienia swoje właściwości optyczne (przepuszczalność, odbicie lub emisja światła) w sposób przewidywalny i odwracalny pod wpływem czynnika zewnętrznego.

Signup and view all the flashcards

Efekt termochromowy

Rodzaj efektu chromowego, gdzie zmiana barwy lub przezroczystości jest wywołana zmianą temperatury.

Signup and view all the flashcards

Efekt elektrochromowy

Rodzaj efektu chromowego, gdzie zmiana barwy lub przezroczystości jest wywołana przepływem prądu.

Signup and view all the flashcards

Efekt piezochromowy

Rodzaj efektu chromowego, gdzie zmiana barwy lub przezroczystości jest wywołana ciśnieniem.

Signup and view all the flashcards

Efekt fotochromowy

Rodzaj efektu chromowego, gdzie zmiana barwy lub przezroczystości jest wywołana oświetleniem.

Signup and view all the flashcards

Efekt gazochromowy

Rodzaj efektu chromowego, gdzie zmiana barwy lub przezroczystości jest wywołana atmosferą gazową.

Signup and view all the flashcards

Materiały chromowe

Materiały, które wykazują efekt chromowy, np. tlenki metali, mieszaniny różnych tlenków.

Signup and view all the flashcards

Study Notes

Podsumowanie właściwości materiałów

  • Zwilżalność to zdolność cieczy do utrzymania kontaktu z powierzchnią ciała stałego. Zależy od sił adhezji i kohezji.
  • Siły adhezji to siły przyciągania między cząsteczkami cieczy a ciałami stałymi, wynikające z oddziaływań międzycząsteczkowych.
  • Siły kohezji to siły przyciągania między cząsteczkami tej samej cieczy, utrzymujące ich skupiska.
  • Napięcie powierzchniowe to siła na jednostkę długości działająca na powierzchnię cieczy, powodująca tendencję do minimalizowania powierzchni.
  • Swobodna energia powierzchniowa to praca potrzebna do utworzenia nowej jednostki powierzchni ciała stałego.
  • Powierzchnie o dużej energii powierzchniowej (metale, tlenki metali, szkło) są silniej zwilżane przez ciecze, niż te o małej energii powierzchniowej (polimery).
  • Kąt zwilżania to kąt między powierzchnią ciała stałego a cieczą, ustanawia równowagę sił.
  • Równanie Younga opisuje równowagę sił na styku trzech faz (ciało stałe, ciecz, para nasycona) w zależności od kąta zwilżania i energii powierzchniowej.
  • Histereza kąta zwilżania to różnica między kątem napływu (advancing angle) i kątem cofania (receding angle) kropli cieczy na powierzchni ciała stałego jest spowodowana nierównowagami termodynamicznymi i dynamicznymi.

Metody określania zwilżalności

  • Metoda kąta zwilżania – pomiar kąta utworzonego przez kropelkę cieczy na powierzchni ciał stałych.
  • Metoda płytki Wilhelmy’ego – pomiary siły, która jest potrzebna do oderwania płytki od cieczy pomiarowej (dla określenia swobodnej energii powierzchniowej).
  • Metoda dynamicznego kąta zwilżania – pomiar kąta zwilżania w czasie.
  • Tensometry optyczny - stosowane są metody igłowa i pochyłu.

Zmiany zwilżalności powierzchni

  • Zwiększenie polarności – zwiększa zwilżalność.
  • Dodatek surfaktantów – zmniejszające napięcie powierzchniowe cieczy.
  • Pokrycie powierzchni związkami organicznymi – zmniejsza zwilżalność.

Charakter powierzchni

  • Superhydrofilowe - bardzo dobrze zwilżane (kąt zwilżania <30°).
  • Hydrofilowe - dobrze zwilżane (kąt zwilżania 30° - 90°).
  • Hydrofobowe - słabo zwilżane (kąt zwilżania >90°).
  • Superhydrofobowe - bardzo słabo zwilżane (kąt zwilżania >150°).

Inne Metody

  • Metoda Zismana: wykorzystanie cieczy homologicznych.
  • Metoda Fowkesa: rozbicie na składową dyspersyjna i polarna.
  • Metoda Owens-Wendta: rozszerzenie metody Fowkesa.
  • Metoda Wu: równanie harmoniczne.
  • Metoda Wilhelmy'ego: pomiar siły utrzymującej próbke w cieczy.

Zastosowania

  • Powłoki samoczyszczące (np. liść lotosu) o dużej hydrofobowości.
  • Powłoki antyrefleksyjne.
  • Powłoki w elektronice.
  • Powłoki w medycynie.

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Quiz Team

Related Documents

Notatki: Metody Diagnostyczne PDF

Description

Testuj swoją wiedzę na temat kąta zwilżania oraz hydrofobowych właściwości materiałów. Sprawdź, jakie czynniki wpływają na zwilżalność powierzchni i jak przeprowadza się pomiary. Zrozumienie tych zasad jest kluczowe w wielu dziedzinach nauki i technologii.

More Like This

Use Quizgecko on...
Browser
Open
Browser
Browser