wettbaarheid

Wettbaarheid is het vermogen van een vloeistof om contact te maken en uit te spreiden op een vaste ondergrond. Het wordt meestal gekenmerkt door de contacthoek die ontstaat op de drie-fasen grensvlak tussen vast, vloeistof en damp. Een kleine contacthoek duidt op goede natmaking, een grote hoek op slechte natmaking. Hydrofiele oppervlakken tonen vaak hoeken onder 90 graden, hydrofobe oppervlakken hoeken boven 90 graden. In gevallen van volledige natmaking kan de hoek bijna 0 graden zijn.

De contacthoek kan worden gerelateerd aan de oppervlaktesenergie via Young’s vergelijking: gamma_SV minus gamma_SL equals gamma_LV cos(theta), waarbij gamma_SV het oppervlaktespanningsbestand tussen vast en damp is, gamma_SL tussen vast en vloeistof, en gamma_LV tussen vloeistof en damp. Deze relatie beschrijft de evenwichtstoestand, maar op ruwe of samengestelde oppervlakken kan de effectieve hoek afwijken door oppervlakte-ruwheid of contact met lucht.

Ruwheid en chemische samenstelling van een oppervlak spelen een cruciale rol bij wettbaarheid. Modellen zoals het Wenzel-model beschrijven hoe ruwheid de hoek versterkt, terwijl het Cassie-Baxter-model rekening houdt met aanwezigheid van luchtvouwen. Door oppervlaktetoevoeging of oppervlaktebehandeling kan wettbaarheid worden gewijzigd, bijvoorbeeld door plasma-, chemische of fluor-gerelateerde behandelingen, die vaak leiden tot verhoogde oppervlaktespanning en lagere contacthoeken.

Toepassingen van wettbaarheidsbegrip bevinden zich onder meer in de ontwikkeling van coatings, adhesie en lijmtechnieken, print- en oplosmiddelprocessen, olie- en gaswinning, bodem- en landbouwtoepassingen, en biomedische apparaten. Metingen vinden doorgaans plaats met goniometrie via sessiele druppelmetingen, inclusief dynamische hoeken zoals advancing en receding angles, onder gecontroleerde temperatuur en lichtgewicht contactoppervlakken.