Contact Angle (접촉각 및 접촉각 측정)

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2020.06.26
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2020.06
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Contact Angle (접촉각 및 접촉각 측정)
이 실험은 접촉각의 개념 및 측정원리를 표면 에너지와 관련지어 이해하고 접촉각 측정기기를 이용해 접촉각을 측정해보는 실험입니다.

목차

1. 실험일자
2. 실험제목
3. 실험목적
4. 실험원리
5. 참고문헌

본문내용

Ⅱ. 실험제목 : Contact Angle (접촉각 및 접촉각 측정)

Ⅲ. 실험목적 : 접촉각의 개념 및 측정원리를 표면 에너지와 관련지어 이해하고 접촉각 측정기기를 이용해 접촉각을 측정해본다.

Ⅳ. 실험원리
일반적으로 접촉각 측정은 표면의 단원자층 (Monolayer) 의 변화도를 정밀하게 측정할 수 있고, 분석방법이 단순하고, 짧은 시간에 원하는 정보를 재현성을 갖고 얻어 낼 수 있는 특징이 있다. 접촉각 측정기는 연구 개발 및 제품 생산 시 시료의 접착성, 표면처리의 여부 특히 유기박막 및 고분자 물질의 표면의 화학적 성질을 규명하는데 폭 넓게 쓰이고 있고, 임의의 용액의 표면장력을 측정하는데 널리 사용되고 있다.

1. 접촉각 (Contact angle) 의 개념 및 접촉각 측정
접촉각이란 액체가 서로 섞이지 않는 물질과 접할 때 형성되는 경계면의 각을 말하며, 특히 기체나 진공상태에서 액체와 고체 간의 접촉각은 기체 / 액체 / 고체 간의 표면에너지의 열역학적 평형을 이루는 것으로 알려져 있다. 액체 한 방울을 그 액체에 대한 친매성이 낮은 평평한 고체의 표면에 두면 그 액체는 아래의 그림에 나타난 것과 같이 액적 (작은 액체방울) 을 만들고 고체 표면에 머물러 액적의 주위와 고체의 표면과는 공기를 포함하여 원형의 3상 접촉선을 형성한다. 그림 중의 γL, γS, γSL 은 각각 액체, 고체 그리고 고체~액체계면의 계면자유에너지이고 액적과 고체가 접하는 점에서 액적 표면으로 이끄는 접선과 고체 표면과 이루는 각 θ가 접촉각이다.
접촉각은 고체표면의 젖음성 (wettability) 를 나타내는 척도로서, 접촉각이 작을수록 높은 젖음성 (친수성, 친매성, hydrophilic) 과 높은 표면에너지를 나타내고, 접촉각이 클수록 낮은 젖음성 (소수성, hydrophobic) 과 낮은 표면에너지를 나타낸다. 따라서 접촉각이 0 ~ 90℃의 범위에서 그 값은 습윤열과 같이 고체 표면의 액체에 대한 친매성을 평가하는 지표가 된다.

참고 자료

식품과학기술대사전, 한국식품과학회, 2008
http://blog.naver.com/gunmaster?Redirect=Log&logNo=100017733471
R.E. Johnson, R.H. Dettre, "Wettability", edited by J.C. Berg (Marcel Decker, Inc., New York), pp. 2-73.
A.W. Adamson, "Physical Chemistry of Surfaces", 6thed, (John Wiley & Sons, Inc., New York, 1997), pp. 347-389.
D. K. Owens, R.C. Wendt, "Estimation of the Surface Free Energy of Polymers", Journal of Applied Polymer Science, Vol. 13, 1969, pp. 1741-1747.
R.J. Good, C.J. van Oss, "Modern Theory of Contact Angles and the Hydrogen Bond Components of Surface Energies", edited by M. E. Schrader and G. I. Loeb (Plenum Press, New York, 1992), pp. 1-27.
R.J. Good, "Contact Angle, Wettability and Adhesion", edited by K. L. Mittal, (VSP BV, Urecht, The Netherlands, 1993), pp.3-36.
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