Vuorovaikutuspinnan

Vuorovaikutuspinnan tarkoittaa rajapintaa kahden erilaisen fasa- tai tilan välillä, kuten kiinteän aineen ja nesteen, kiinteän aineen ja kaasun tai kahden eri kiinteän aineen välillä. Siellä tapahtuu vuorovaikutuksia, joita ei määrittele pelkästään kummankaan sisäinen rakenne, vaan rajapinnalle ominaiset sähköiset, kemialliset ja fysiset voimat.

Vuorovaikutuspinnat ovat monitahoisia ja niihin vaikuttavat sekä materiaali että ympäristö, kuten lämpötila, kosteuspitoisuus ja kemiallinen koostumus. Keskeisiä suureita ovat pintaenergia ja interfacial tension, jotka määräävät, kuinka helposti aineet siirtyvät rajapinnasta toiseen ja kuinka hyvin pinta märkii. Elektroniset ominaisuudet, kuten työfunktio ja pintatilaemissio, voivat vaikuttaa sähköisiin ja optisiin ilmiöihin. Pinnan rakenteella on myös merkitystä; pinnalle voi muodostua oksideja, kerroksia tai epäpuhtauksia, jotka muuttavat vuorovaikutuksia.

Tärkeitä ilmiöitä vuorovaikutuspinnassa ovat adsorptio, jolloin molekyylit kiinnittyvät rajapinnalle, sekä katalyyttiset, korroosiota ja kulutusta koskevat reaktiot sekä märkimyys ja tarttuvuus. Sovelluksia ovat katalyyttiset järjestelmät, sensorit ja puolijohde- sekä nanostruktuurien rajapinnat, joissa pienet muutokset rajapinnalla vaikuttavat suuresti järjestelmän toimintaan. Vuorovaikutuspinnan tutkimus käyttää menetelmiä kuten kontaktin kulman mittausta, XPS-ohennusautoriso-avaimia, AFM/STM-topografiaa ja ellipsometriä sekä teoreettisesti Gibbsin interfacial tension -käsitteitä ja Young-Dupré-yhtälöä liuoksen ja terän välisessä rajapinnassa.