grenseflateenergiene

Grenseflateenergiene er energien per arealenhet som kreves for å opprette og opprettholde en grenseflate mellom to faser. Begrepet brukes spesielt om interfacial energi mellom to flytende faser eller mellom en væske og en fast overflate. Den interfaciale energien betegnes ofte som γ_ab for fasene a og b, og måles i enheter som J/m^2 eller mN/m.

Forskjellen mellom grenseflateenergiene og overflateenergier ligger i hvilke grenseflater de gjelder. Interfacial energy gjelder grenseflaten mellom to faser, mens overflateenergi vanligvis refererer til grenseflaten mellom en fase og vakuum eller luft.

I praksis påvirker grenseflateenergiene systemets Gibbs fri energi ved endringer i grenseflatearealet, gjennom ΔG = γ_ab ΔA. Capillarity og våtslagsfenomener følger blant annet ΔP = 2 γ_ab cos θ / r i en kapillær. For en tre-fase-kontakt følger Youngs ligning: γ_sg = γ_sl + γ_lg cos θ, der γ_sg er solid-gass, γ_sl solid-liquid og γ_lg liquid-gas, og θ er kontaktvinkelen.

Grenseflateenergiene påvirker stabiliteten til emulsjoner og skum, morfologien i polymerblandinger og metallurgiske systemer, samt grensesnittet i batterier og elektrode-materialer. De kan reduseres ved tilsetning av overflateaktive stoffer (surfactanter) som adsorberer ved grenseflaten og senker γ_ab.

Måling og karakterisering gjøres med tensimetri, ofte ved pendant drop- eller spinning drop-metoder, samt teknikker for interfacial rheologi for å studere viskoelastiske egenskaper ved grenseflaten.

Se også: overflateenergi, surface tension, våtning, emulsjoner, surfaktanter, capillarity.