Capillariteit

Capillariteit, ook wel capillaire werking genoemd, is het vermogen van een vloeistof om zich in nauwe ruimten te verplaatsen zonder externe kracht, door de interactie tussen vloeistofmoleculen en oppervlakken. Deze beweging ontstaat door cohesie binnen de vloeistof en adhesie tussen de vloeistof en het vaste oppervlak, wat leidt tot de vorming van een meniscus aan het contactoppervlak. Of de vloeistof stijgt of daalt hangt af van de natting van het oppervlak: bij nat oppervlak (contacthoek θ < 90°) zal de vloeistof meestal stijgen in een capillair, bij een niet-nat oppervlak (θ > 90°) kan juist daling optreden.

De hoogte van de capillaire stijging kan bij een eenvoudige capillair buis worden benaderd met de formule h ≈ 2 γ cos θ / (ρ g r), waarbij γ de oppervlaktespanning is, ρ de vloeistofdichtheid, g de zwaartekrachtversnelling, r de buisstraal en θ de contacthoek. Deze relatie geldt onder vereenvoudigde aannames en geeft een orde van grootte voor de stijging in kleine kanalen of poriën.

Capillariteit speelt een centrale rol in zowel natuurlijke als technische processen. In planten zorgt capillaire werking samen met worteldruk en transpiration voor het transport van water door xyleem over lange afstanden. In bodems en poreuze materialen beïnvloedt capillair watertransport de waterstand en drainage. Daarnaast wordt capillariteit benut in toepassingen zoals papier, inkt en papierachtige materialen, keuken- en houtbewerking, en in microfluidische systemen waar vloeistoftransport zonder externe pompen nodig is.