Kontaktwinkel

1 - Definition

2 - Young'sche Gleichung

3 - Beispiele

Als Kontaktwinkel (auch Randwinkel oder Benetzungswinkel) wird der Winkel bezeichnet, den ein Flüssigkeitstropfen auf der Oberfläche eines Feststoffs zu dieser Oberfläche bildet (siehe Bild 1).

Bedeutung

Die Größe des Kontaktwinkels zwischen Flüssigkeit und Feststoff hängt ab von der Wechselwirkung zwischen den Stoffen an der Berührungsfläche. Je geringer diese Wechselwirkung ist, desto größer wird der Kontaktwinkel. Aus der Bestimmung der Kontaktwinkel können bestimmte Eigenschaften der Oberfläche eines Feststoffs wie zum Beispiel die Oberflächenenergie bestimmt werden.

In Bild 2 ist der Kontaktwinkel eines liegenden Tropfen mit den Größen der Oberflächenspannung abgebildet. Im Spezialfall der Verwendung von Wasser als Flüssigkeit bezeichnet man bei geringen Kontaktwinkeln (ca. 0°, Bild 3a) die Oberfläche als hydrophil, bei Winkeln um 90° (Bild 3b) als hydrophob und bei noch größeren Winkeln (Bild 3c) als superhydrophob. Letzteres wird bei sehr hohen Winkeln (ca. 160°) auch als Lotuseffekt bezeichnet und entspricht einer extrem geringen Benetzbarkeit. Durch Oberflächenbehandlung kann der Kontaktwinkel verändert werden.

Siehe auch

• Theta
• Kapillarität
• Youngsche Gleichung
• Young-Laplace-Gleichung
• Oberflächenspannung.

Literatur

• Thomas Young: An Essay on the Cohesion of Fluids. Phil. Trans. R. Soc. Lond. January 1, 1805 95:65-87; doi:10.1098/rstl.1805.0005 (Volltext)

Weblinks

•  Commons: Oberflächenspannung – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
• Literatur zu Kontaktwinkel und Kontaktwinkelmessung
• Theoretische Grundlagen der Kontaktwinkelmessung