[화공생명공학기초실험]Contact Angle

소개

contact angle 접촉각에 대한 실험레포트입니다.
실험 방법은 다음과 같습니다.
1. OHP-FILM에서의 이소프로필알코올 농도에 따른 접촉각
2. 여러 가지 기판에 따른 물의 접촉각

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 원리
3. 실험 기구 및 시약
4. 실험 방법
5. 주의 사항
6. 실험 결과
7. 토의 사항
8. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 이론 및 원리
1.1. 접촉각(Contact Angle)
접촉각 이란 액체가 고체 표면 위에서 열역학적으로 평형을 이룰때 이루는 각을 말한다. 표면과 액체사이에서 이루는 접촉각의 측정은 접착 (adhesion), 표면처리 그리고 폴리머 표면 분석과 같은 많은 분야에서 잘 알려진 분석 기술로서, 수Å 단위의 단일층 변화에도 민감한 표면 분석기술이다. 이번 실험에서는 각각의 water와 iso-propyl alcohol시약으로 다섯 가지 다른 종류의 기판에 대한 Contact angle을 측정하여 Zisman Plot을 그리고, Adheision of Work, 기판의 Critical Surface Tension을 구해본다. 액체를 고체 표면 위에 적하시키면 고체 표면에 액적을 형성한다. 이 때 액체면과 고체면이 이루는 각을 접촉각이라 한다. 젖음(Wetting)이라 하고 이런 젖음 현상을 수치화한 것이 접촉각이다. 접촉각의 값은 액체, 고체의 표면장력에 의존하고 이러한 접촉각은 고체 표면의 물성을 평가하는 중요한 자료가 된다. 평평한 고체표면에 접촉한 액체의 접촉각은 액체-고체-기체 접합점에서 물방울 곡선의 끝점과 고체 표면의 접촉점에서 측정된다. 액체방울을 수평인 고체표면 위에 놓으면 일정한 렌즈형을 가진 방울로 되는 경우가 있다.

<중 략>

위 문헌을 고려 한다면, 구리 > 유리 > OHP film > 실리콘 순의 critical surface tension의 결과가 나왔어야 하는데 구리의 측정에 오차가 발생하였음을 알 수 있었다. 대부분의 무기물로 이루어진 고체 기판(metal, glass, ceramics)은 높은 표면 장력을 가지고 있어서 high energy surface라고 알려져 있는 반면, 고분자로 이루어진 고체기판(PET)은 작은 표면 장력을 가지고 있어서 low energy surface라고 알려져 있다. 따라서 구리 기판의 경우 이론상 critical surface tension값이 커야 했는데, 이번 실험에서는 상당히 작은 값으로 계산되었다.

참고자료

· 계면과학의 이론과 실제, 고준석, 전남대학교출판부, 2007, pp.142-153
· Ercan CANDAN, "Effect of Alloying Elements to Aluminium on the Wettability of AL/SiC System" Turkish J. Eng. Env. Sci.(2002)
· Takamitsu Yoshida, Nobuyoshi Terashima, Toru Niiro, Sakae Nagasawa, Michio Ito, Hiroshi Yagasaki, Yoshiki Oshida, Parul Agarwal, "Bond strength of resin cements to -treated titanium plates" Dental Materials(2005) 21, 1087-1097
· R.E. Johnson, R.H. Dettre, "Wettability", edited by J.C. Berg (Marcel Decker, Inc., New York), pp.56-73.
· R.J. Good, "Contact Angle, Wettability and Adhesion", edited by K. L. Mittal, (VSP BV, Urecht, The Netherlands, 1993), pp.16-22.