Angolo di contatto: Definizione, Importanza ed Applicazioni

Una goccia di liquido, posta su una superficie solida forma con essa un angolo denominato angolo di contatto (θ); esso viene quindi definito come l’angolo formato tra la superficie solida e la tangente alla goccia nel punto di contatto con essa.

L’angolo di contatto è una misura critica nell’ambito della fisica e della chimica delle superfici, particolarmente importante nello studio delle proprietà di bagnabilità dei materiali.

Con un angolo di contatto di 0°, la goccia è completamente distribuita sulla superficie solida formando quindi un film sottile, a volte monomolecolare; in questo caso si può parlare di bagnabilità completa. Al contrario invece, con un angolo di contatto di 180°, la goccia giace sfericamente sulla superficie toccando il solido in un solo punto; questo fenomeno prende il nome di dewetting completo. Nella pratica, i valori di angolo di contatto sono tipicamente compresi tra questi due estremi: superfici solide con angolo di contatto θ inferiore a 90° hanno una buona bagnabilità e sono definite idrofiliche, mentre al contrario angoli di contatto maggiori di 90° sono tipici di superfici difficilmente bagnabili, definite quindi idrofobiche.

La misurazione dell’angolo di contatto è quindi di cruciale importanza nello studio delle proprietà superficiali dei materiali e per la comprensione delle interazioni tra liquidi e solidi; si tratta quindi di una misurazione ampiamente diffusa e trova applicazione in numerosi settori.

Principali settori di applicazione:

  • Coating superficiali: Misura dell’angolo di contatto su materiali rivestiti per valutare la qualità e l’uniformità del rivestimento
  • Industria delle vernici ed inchiostri: valutazione della bagnabilità di pitture, vernici e inchiostri da stampa su vari substrati.
  • Dispositivi medici: Caratterizzazione della bagnabilità degli impianti medici per valutarne la biocompatibilità.
  • Industria alimentare: valutazione della bagnabilità dei materiali di imballaggio per garantire la stampabilità e migliorare le proprietà di conservazione.
  • Industria dei semiconduttori: controllo della bagnabilità sulle superfici di chip semiconduttori e substrati per la produzione di microchip.
  • Nanotecnologia: caratterizzazione della bagnabilità di nanomateriali e nanoparticelle per ottimizzare le loro proprietà in varie applicazioni.

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