Pagrindinis skirtumas tarp hidrofobinių ir superhidrofobinių yra jų kontakto kampas su vandens lašeliais. Vandens lašelių kontakto kampas ant hidrofobinių paviršių yra didesnis nei 90 laipsnių, todėl jis atstumia vandenį. Priešingai, vandens lašelių, esančių ant superhidrofobinio paviršiaus, kontakto kampas yra didesnis nei 150 laipsnių, dėl kurių vanduo ne tik atstumia, bet ir nurieda nuo paviršiaus.
Tiek hidrofobiniai, tiek superhidrofobiniai paviršiai yra vandenį atstumiantys paviršiai. Hidrofobinė sąveika apibūdina vandens ir kitų medžiagų atstūmimą, o superhidrofobinė sąveika reiškia intensyvesnę nei hidrofobinę.
Kas yra hidrofobija?
Hidrofobinė sąveika yra vandens molekulių ir kitų medžiagų atstūmimo jėgos. Tai sąveikos tipas, priešingas hidrofilinei sąveikai (traukos jėga tarp vandens molekulių ir kitų medžiagų). Šiame termine „hidro“reiškia „vanduo“, o „fobiškas“reiškia „baimė“. Todėl vandens nemėgstančias medžiagas galime apibūdinti kaip hidrofobines medžiagas. Šios medžiagos atstumia vandens molekules. Paprastai nepolinės molekulės turi tokio tipo sąveiką, nes vandens molekulės yra polinės. Kitaip tariant, hidrofobinės medžiagos linkusios traukti arba sąveikauti su nepolinėmis medžiagomis, pvz., aliejumi ir heksanu, arba jose ištirpti.
Kartais hidrofobinės medžiagos vadinamos lipofilinėmis medžiagomis, nes šios medžiagos pritraukia lipidų arba riebalų komponentus. Kai į vandenį pridedama hidrofobinės medžiagos, jos molekulės linkusios formuoti gumulėlius, susijungdamos viena su kita. Dėl to hidrofobiniai tirpikliai yra svarbūs atskiriant nepolinius junginius nuo vandens ar polinių tirpalų.
Kas yra superhidrofobija?
Superhidrofobinė sąveika – tai gebėjimas atstumti vandenį tiek, kad lašeliai nesuploja, o nurieda. Jis taip pat žinomas kaip ultrahidrofobiškumas. Superhidrofobiniai paviršiai – tai itin hidrofobiniai paviršiai, kuriuos itin sunku sudrėkinti. Paprastai vandens lašelio kontaktinis kampas ant tokio paviršiaus viršija 150 laipsnių. Šią sąveiką taip pat galime pavadinti lotoso efektu dėl vandens lašelių elgesio ant lotoso lapo. Vandens lašelis, atsitrenkęs į superhidrofobinį paviršių, gali visiškai atsimušti, panašiai kaip elastingas rutulys.
Vandens lašelio sąlyčio kampą ant superhidrofobinio paviršiaus pirmą kartą aprašė Thomas Young 1805 m. Jis tai padarė analizuodamas jėgas, veikiančias skysčio lašelį, esantį ant lygaus kieto paviršiaus, kuris yra apsuptas. dujomis.
Galime rasti superhidrofobinių gamtoje esančių paviršių pavyzdžių, įskaitant lotoso lapus, švelnius kai kurių augalų plaukelius, vandens paviršiuje gyvenančius vabzdžius ir kai kuriuos paukščius, kurie puikiai plaukia ir kt.
Koks skirtumas tarp hidrofobinio ir superhidrofobinio?
Tiek hidrofobiniai, tiek superhidrofobiniai paviršiai yra vandenį atstumiantys paviršiai. Pagrindinis skirtumas tarp hidrofobinio ir superhidrofobinio yra tas, kad vandens lašelių ant hidrofobinių paviršių kontaktinis kampas yra didesnis nei 90 laipsnių, tuo tarpu vandens lašelių, esančių ant superhidrofobinio paviršiaus, kontaktinis kampas yra didesnis nei 150 laipsnių. Todėl hidrofobiniai paviršiai atstumia vandenį, o superhidrofobiniai paviršiai ne tik atstumia vandenį, bet ir nurieda vandenį nuo savo paviršių.
Toliau pateiktoje infografijoje pateikiami skirtumai tarp hidrofobinių ir superhidrofobinių lentelių, kad būtų galima palyginti.
Santrauka – hidrofobinė ir superhidrofobinė
Hidrofobinės sąveikos yra vandens molekulių ir kitų medžiagų atstūmimo jėgos. Superhidrofobinė sąveika – tai gebėjimas atstumti vandenį tiek, kad lašeliai nesuploja, o nurieda. Pagrindinis skirtumas tarp hidrofobinio ir superhidrofobinio yra tas, kad vandens lašelių ant hidrofobinių paviršių kontaktinis kampas yra didesnis nei 90 laipsnių, tuo tarpu vandens lašelių, esančių ant superhidrofobinio paviršiaus, kontaktinis kampas yra didesnis nei 150 laipsnių. Todėl hidrofobiniai paviršiai atstumia vandenį, o superhidrofobiniai paviršiai ne tik atstumia vandenį, bet ir nurieda vandenį nuo savo paviršių.
