Kontaktikulma

Kontaktikulma on kiinteän faasin rajapinnan ja nestefaasin rajapinnan tangentin välinen kulma θ.

Sopimuksen mukaan kontaktikulma mitataan nestefaasin puolelta. Kun nestepisara asetetaan kaasufaasin rajoittamalle kiinteälle pinnalle, muodostuu kolmen faasin välinen rajapinta. Rajapinta liikkuu, kunnes interfasiaaliset pintajännitykset ovat tasapainossa.^[1]

Tasapainotilanteelle saadaan yhtälö

${\displaystyle \gamma _{GS}=\gamma _{LS}+{\gamma _{GL}\cos(\theta )}}$

missä ${\displaystyle \gamma _{GS}}$ on kaasufaasin (G) ja kiinteän faasin (S) välinen pintajännitys, ${\displaystyle \gamma _{LS}}$ on nestefaasin (L) ja kiinteän faasin välinen pintajännitys ja ${\displaystyle \gamma _{GL}}$ kaasufaasin ja nestefaasin välinen pintajännitys. [1] Yhtälö tunnetaan Youngin yhtälönä, ja kulmaa θ kutsutaan Youngin kontaktikulmaksi. ^[2]

Kontaktikulman ollessa < 90 °, cos θ > 0, jolloin nestefaasin ja kiinteän faasin välinen pintajännitys ${\displaystyle \gamma _{LS}}$ on pienempi kuin kaasufaasin ja kiinteän faasin välinen pintajännitys ${\displaystyle \gamma _{GS}}$. Tällöin neste kostuttaa kiinteän aineen. Jos kontaktikulma on 0 °, pinta on täydellisesti kostunut. ^[1]

Kontaktikulman ollessa > 90 °, cos θ < 0, jolloin nestefaasin ja kiinteän faasin välinen pintajännitys ${\displaystyle \gamma _{LS}}$ on suurempi kuin kaasufaasin ja kiinteän faasin välinen pintajännitys ${\displaystyle \gamma _{GS}}$. Tällöin neste ei kostuta kiinteää ainetta. ^[1]

1. ↑ ^{a b c} Barnes, G.T. ja Gentle, I.R. Interfacial Science. An Introduction, s. 247. Oxford University Press, 2005. ISBN 0-19-927882-2.
2. ↑ Yuan, Y. ja Lee, T.R. Contact Angle and Wetting Properties. G. Bracco, B. Holst (eds.). Surface Science Techniques. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2013. ISBN 978-3-642-34243-1