Quando se fala de SFE, quando de tensão de superfície?
Os termos SFE e tensão de superfície (SFT) são fisicamente equivalentes. SFE é normalmente usado para superfícies sólidas e SFT para superfícies líquidas. Ocasionalmente, no entanto, o SFT de um sólido também é referido.
O SFE tem a unidade mJ/m2 (millijoule por metro quadrado) como a energia por área, sendo que a unidade equivalente mN/m (milinewton por metro), que é comumente usada para o SFT, também é freqüentemente usada. O símbolo da fórmula é σ (small sigma), mais raramente γ (small gamma).
A palavra “livre” indica que esta é a parte da energia que pode ser convertida em trabalho mecânico, em contraste com a energia interna, que também contém a entropia relacionada com o calor. Na prática, o termo “livre” é frequentemente omitido.
Qual é a ligação entre SFE e molhabilidade?
Todos os sistemas se esforçam por um estado de energia livre que seja o mais baixo possível. Portanto, os líquidos ocupam a menor superfície possível a um determinado volume devido ao SFT; na ausência de peso formam gotículas esféricas. Entretanto, os sólidos não podem minimizar sua superfície por deformação, mas podem formar uma interface com um líquido para reduzir a energia livre, ou seja, podem ser molhados. Portanto, o SFE de um sólido está intimamente relacionado com sua molhabilidade.
Como o SFE pode ser influenciado?
Umidade boa e um SFE correspondentemente alto são necessários, por exemplo, ao colar, revestir, ou imprimir. Em outras áreas, tais como corrosão e proteção contra umidade, a molhabilidade deve ser reduzida. Um grande número de processos técnicos prepara superfícies sólidas para o contato com líquidos – a maioria dos quais altera direta ou indiretamente o SFE.
Aumento do SFE é de importância central para superfícies plásticas. Os métodos mais conhecidos são o tratamento com plasma, chama e corona, assim como processos químicos com agentes oxidantes. A limpeza industrial remove a contaminação de baixo consumo de energia por gorduras ou óleos. A superfície então mostra um SFE mais alto.
Um SFE baixo e correspondentemente baixo molhamento é geralmente obtido através do revestimento com substâncias de baixo consumo de energia. Exemplos são utensílios de cozinha revestidos com PTFE ou o uso de óleos para proteção contra corrosão.
Como o SFE e o ângulo de contato estão relacionados?
A medida de molhabilidade é o ângulo de contato (CA) θ (pequena teta), que é normalmente determinada opticamente como o ângulo na intersecção do contorno de uma gota com o plano da superfície (= linha de base). De acordo com a equação de Young, o CA resulta de um equilíbrio de forças de três componentes de tensão ou energia, cada um dos quais procura minimizar a superfície ou interface: