خط تماس سه‌فازی در ترشوندگی جزئی: نظریه‌ها، اندازه‌گیری‌های تجربی و رویکرد مقیاس نانو

Abstract

مفهوم خط تماس سه‌فازی از مباحث نادیده ‌گرفته‌شده در ترشوندگی معمول است که امروزه، محور مطالعات علمی فراوانی قرار گرفته است. در این مقاله، پس از ارائه تعریف خط تماس سه‌فازی و ذکر اهمیت آن در مطالعات ترشوندگی، این مفهوم و روش‌های مشخصه‌یابی آن با فناوری‌های تجربی و محاسباتی ِدینامیک مولکولی مرور و بررسی شد. نخست، با کمک نظریه‌ عمومی مویینگی، مدل مطلوب یانگ، اصلاح شد و کشش خطی، به‌منزله متغیری فیزیکی، به آن منصوب شد. ازآنجاکه مدل‌های مطلوب دقیقاً نمی‌توانند علامت و اندازه‌ کشش خطی را تعیین کنند، از تعریف سطوح واقعی و غیرمطلوب استفاده ‌شد. سپس، محدوده‌ تأثیر خط تماس، با کمک نتایج تحلیل ساختار لبه‌ قطره، با میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی- محیطی بررسی ‌شد. قانون قیاسی به‌دست‌آمده از روش اول، مقدار توانی بزرگ‌تر از 66/0 را نشان ‌داد، اما همین عدد برای روش دوم، با وضوح بالا، همواره در حدود 62/0 بود. در مقابل، شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی نشان دادند که می‌توان به‌طور موضعی، فاصله‌ صفر پتانسیل لنارد- جونز را عرض مؤثر خط تماس درنظر گرفت. در بخش پایانی، در خصوص مهم‌ترین برهم‌کنش خط تماس با محیط با عنوان پدیده‌ گیرکردن بحث ‌شد. از دیدگاه تجربی، مشخصه‌یابی نیرویی پدیده‌ گیرکردن با تمرکز بر نیروی چسبندگی انجام ‌می­شود. این پدیده در مقیاس نانو، به‌دلیل مقدار زیاد انرژی جنبشی در دسترس، به‌منزله کاهش شدید در سرعت جابه‌جایی لبه‌ قطره تعریف ‌می­گردد که کاملاً با دیدگاه ماکروسکوپی متفاوت است.