Contacthoeken

Contacthoeken zijn de hoeken die ontstaan waar een vloeistof, een vast oppervlak en de omgevende lucht elkaar raken. Ze geven de natheid van een oppervlak aan: kleine hoeken duiden op goede natting, terwijl grote hoeken wijzen op een niet-nat oppervlak.

In statische situaties volgt de hoek uit Young's vergelijking: cos(theta) = (gamma_SV - gamma_SL) / gamma_LV, waarbij gamma_SV de oppervlak-vapor spanning is, gamma_SL de solid-liquid spanning en gamma_LV de vloeistof-vapor spanning. Een contacthoek kleiner dan 90 graden wordt doorgaans als nat beschouwt, terwijl een hoek groter dan 90 graden duidt op een minder nat oppervlak.

Bij dynamische metingen bestaan er advancing (toename) en receding (afname) contacthoeken. De aanwezigheid van een contacthoekhysterese wordt veroorzaakt door oppervlakteruwheid, chemische heterogeniteit en verontreinigingen, evenals door veranderingen in de druppellengte of snelheidsafhankelijke effecten.

Andere factoren die de contacthoek beïnvloeden, zijn onder meer oppervlaktextuur, chemische samenstelling van het oppervlak, temperatuur en de aard van de vloeistof (oppervlaktespanning, cohesie). Homogene of geleidelijk veranderende oppervlakken gedragen zich anders dan geïsoleerde of gesegmenteerde lagen.

Meetmethoden omvatten de sessiele-druppelmethode (goniometer), de captive-bubble methode en de Wilhelmy-plaat methode. De contacthoek is van belang voor toepassingen zoals oppervlaktespreiding, coating en oppervlaktebehandeling, adhesie, druk- en printtechnologie, en microfluidische systemen.