지식나눔

surface energy - hydrophilic & phobic

논문을 읽다가 그냥 넘길 수도 있는 문제이긴한데 갑자기 궁금해서 질문올려봅니다.
표면이 hydrophilic 한것이 surface energy 가 크고
hydrophobic 한 것이 surface energy 가 작다는 식으로 나와있는데
surface energy라는 에너지의 척도가 원래 따로 기준이 있는 것인가요?
즉 위에서 처럼 hydro기를 기준으로 philic하면 에너지가 높은게 정해져있는건지
타당한 이유나 신뢰할 만한 자료의 출처를 좀 부탁드립니다.
감사합니다.
  • surface energy
  • hydrophilic
  • hydrophobic
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답변 3
  • 답변

    조윤환님의 답변

    반갑습니다.

    표면에너지는 물리학적인 정의에 기초하고 있습니다.
    고체의 경우 '표면에너지' 라고 하고 액체로 넘어가면 '표면장력' 이라고 부릅니다.
    이 두 물리학적 수치를 비교해서 젓음성(wettability)이나 접착제의 접착력을 설명 합니다.

    친수성과 소수성은 기준이 물 입니다. 물의 표면장력은 대략 72 mN/m 입니다.
    고체 표면의 표면에너지가 물의 표면 장력보다 높은 경우가 친수성이고, 반대의 경우가 소수성 입니다.  

    예를 들어 대표적인 친수성 고체의 표면에너지를 보면 유리가 약 300 정도이고, 금속들은 보통 1000 이상 입니다.(단위생략) 반면 대표적인 소수성 고체인 플라스틱들은 50 이하 입니다. 아크릴이 약 40 중반, 테프론이 20 정도 입니다.

    위 설명에 대해서 더 자세한 설명이 필요하시면 구글에서 surface energy와 surface tension으로 찾으시면 많을 자료를 확인하실 수 있을 겁니다. 위키피디아를 확인하셔도 좋구요.
    반갑습니다.

    표면에너지는 물리학적인 정의에 기초하고 있습니다.
    고체의 경우 '표면에너지' 라고 하고 액체로 넘어가면 '표면장력' 이라고 부릅니다.
    이 두 물리학적 수치를 비교해서 젓음성(wettability)이나 접착제의 접착력을 설명 합니다.

    친수성과 소수성은 기준이 물 입니다. 물의 표면장력은 대략 72 mN/m 입니다.
    고체 표면의 표면에너지가 물의 표면 장력보다 높은 경우가 친수성이고, 반대의 경우가 소수성 입니다.  

    예를 들어 대표적인 친수성 고체의 표면에너지를 보면 유리가 약 300 정도이고, 금속들은 보통 1000 이상 입니다.(단위생략) 반면 대표적인 소수성 고체인 플라스틱들은 50 이하 입니다. 아크릴이 약 40 중반, 테프론이 20 정도 입니다.

    위 설명에 대해서 더 자세한 설명이 필요하시면 구글에서 surface energy와 surface tension으로 찾으시면 많을 자료를 확인하실 수 있을 겁니다. 위키피디아를 확인하셔도 좋구요.

    답변 감사합니다 그런데 한가지 의문인 것이 제가 실험해본 결과 골드를 증착한 표면에 물을 떨어뜨렸을때 퍼지지않고 제법 둥그렇게 모였던 것을 자주 봤습니다. 그런데 금속의 표면에너지가 1000이상일정도로 친수성이라고 하신것과는 맞지않지 않나요??

  • 답변

    조윤환님의 답변

    댓글로 작성하기에는 좀 길어서 별도의 답변을 드립니다.

    금 증착표면에서 물이 제법 동그랗게 모였다는 표현은 모양만으로 이야기하는 것이기 때문에 정량적인 판단이 어렵습니다.

    보통 물로 실험을 했을 때 표면과 액체방울의 접촉각을 기준으로 친수성과 소수성을 판단 합니다. 접촉각이 90도 이하면 친수성으로 판단 합니다. 

    접촉각에 따른 물방울의 모양은 아래 그림을 보시기 바랍니다. 기억속에 물방울하고 비교해보시면 좋겠습니다.

    댓글로 작성하기에는 좀 길어서 별도의 답변을 드립니다.

    금 증착표면에서 물이 제법 동그랗게 모였다는 표현은 모양만으로 이야기하는 것이기 때문에 정량적인 판단이 어렵습니다.

    보통 물로 실험을 했을 때 표면과 액체방울의 접촉각을 기준으로 친수성과 소수성을 판단 합니다. 접촉각이 90도 이하면 친수성으로 판단 합니다. 

    접촉각에 따른 물방울의 모양은 아래 그림을 보시기 바랍니다. 기억속에 물방울하고 비교해보시면 좋겠습니다.

    등록된 댓글이 없습니다.
  • 답변

    이배훈님의 답변

    금의 water 접촉각은 70 degree 정도로 wetting (친수성)이 어느 정도 됩니다.
    친수성을 더 높이기 위해서 PEG 나 albumin와 같은 친수성고분자로 코팅하면
    water 접촉각을 50 degree 이하로도 더 낮출 수 있습니다.
    금의 water 접촉각은 70 degree 정도로 wetting (친수성)이 어느 정도 됩니다.
    친수성을 더 높이기 위해서 PEG 나 albumin와 같은 친수성고분자로 코팅하면
    water 접촉각을 50 degree 이하로도 더 낮출 수 있습니다.
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