Vattenfilmen

Vattenfilmen är en tunn lager av vatten som vilar på en yta eller sprids över en vätskegräns. Filmen har ofta tjocklekar från nanometer upp till mikrometer och uppkommer när vatten fäster vid en yta genom våtvätning, spridning eller kondensation av vattenånga. Förekomsten av ytföroreningar, lösta ämnen eller salt påverkar filmens struktur och stabilitet.

Filmer kan bildas vid olika förhållanden. Kondensation på kalla ytor bildar ofta mycket tunna vattenfilmer mellan droppar. Vid spridning av en droppformig vattenkropp sprids vätskan tills en jämn film uppstår. I industriella sammanhang uppträder vattenfilmer ofta i kylsystem, kondenseringsenheter och mikrokapillära flöden där ytvillkets kemiska sammansättning spelar en viktig roll.

Egenskaperna hos en vattenfilm styrs av ytspänning, vätskans viskositet och interaktionen mellan vatten och ytan (ytenergi, disjoining pressure och eventuella elektrostatik). Filmens stabilitet beror på dessa krafter; små förändringar i ytas kemi eller närvaro av surfaktanter kan förändra spridning och filmens livslängd. Filmen kan dräneras av gravitation och kapillärkraft och bilda Marangoni-flöden när ytan har ojämlik ytspänning. Ofta rupturerar filmen genom dewetting, där hål bildas och vätskan dras samman till droppar.

Användningar och relevans inkluderar kondensering och värmeöverföring, våtbeläggningar, smörjning och mikrosystem där vattenfilmen påverkar friktion, korrosion och ytkontakt. Metoder för att mäta filmens tjocklek och struktur omfattar interferometri, ellipsometri och optisk reflektionsanalys.