Αιωρήματα & Γαλακτώματα Εαρινό εξάμηνο Ακ. Έτους 2015-16 Μάθημα 10ο 23 May 2017 Αιωρήματα Γαλακτώματα 1
Αφροί, Συγχώνευση φυσσαλλίδων και λεπτά υμένια τασιενεργών ουσιών Οι αφροί, κατέχουν ιδιάζουσα θέση στις καθημερινές μας δραστηριότητες, ενώ χρησιμοποιούνται σε βιομηχανική κλίμακα σε πολλές και ποίκιλλες εφαρμογές. Στην επιστήμη και τεχνολογία των τροφίμων οι αφροί διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο τόσο στην εμφάνιση όσο και στη γεύση. Τα σαπούνια ατομικής χρήσης περιέχουν συστατικά κατάλληλα για την εξασφάλιση της σταθερότητας των αφρών, έτσι ώστε το σαπούνι να παραμένει αλλά και να απλώνεται στο δέρμα κατά τη διάρκεια του πλυσίματος. Υπερβολικός αφρισμός αποτελεί πρόβλημα σε βιομηχανικές εφαρμογές αλλά και στα οικιακά πλυντήρια. Οι κυριότερες εφαρμογές στη βιομηχανία περιλαμβάνουν επίπλευση υλικών σε αφρούς με σκοπό το διαχωρισμό τους. Επίσης, ο αφρισμός χρησιμοποιείται για την απομάκρυνση του χώματος κατά την πλύση των λαχανικών. 2
Αφρός είναι τυχαία στίβαξη φυσαλίδων σε μικρή σχετικά ποσότητα υγρού το οποίο περιέχει σχετικά μικρές ποσότητες τασιενεργών επιμολύνσεων Τέσσερα επίπεδα δομής: Τρείς τρόποι εξέλιξης στο χρόνο: Βαρυτική διαρροή Διάρρηξη υμενίου Πάχυνση (διάχυση αερίου από τις μικρότερες προς τις μεγαλυτέρου μεγέθους φυσαλίδες)
Μάλλον ασυνήθιστη μορφή συμπυκνωμένης ύλης Χαρακτηριστικά αερίου: όγκος ~ θερμοκρασία / πίεση Χαρακτηριστικά υγρού: Ροή χωρίς να θραύονται Αφρός είναι Γεμίζουν δοχεία οιουδήποτε σχήματος Κάτω από υψηλές πιέσεις οι φυσαλίδες αναδιατάσονται Ως προς τη στίβαξή τους Χαρακτηριστικά Στερεού: Υπόκεινται σε μικρές διατμητικές δυνάμεις με τρόπο ελαστικό Υπό την επίδραση μικρών δυνάμεων, οι φυσαλίδες απραμορφωνονται αλλά δεν αναδιατάσσονται
Αφροί πυκνός αραιός
Αραιοί αφροί Παρόμοιοι με τα γαλακτώματα Διάφοροι τρόποι παρασκευής Μεγάλου μεγέθους (~mm) σφαιρικές φυσαλίδες Πολύ ταχύς σχηματισμός κρέμας Ωρίμανση Ostwald
Πυκνοί αφροί Παραμορφωμένα κελλία αερίου Πολύ μεγάλο κλάσμα όγκου, κατά κανόνα >99%
Διαρροή (στράγγισμα)αφρού Διαρροή (στράγγισμα)του νερού από τον αφρό λόγω βαρύτητας. Κατά την απομάκρυνση του νερού, οι προσόψεις των υμενίων προσεγγίζουν περισσότερο
Ρήξη του υμενίου Το υμένιο, πρώτα λεπτύνεται και στη συνέχεια διαρρηγνύεται Παρεμπόδιση με τη βοήθεια τασιενεργού στη διεπιφάνεια λόγω απώσεων Αυτό-επιδιόρθωση. Φαινόμενο Gibbs- Marangoni
Κατά τη σύγκρουση δύο φυσαλίδων αέρα στο νερό υπάρχει η τάση συνένωσής τους σε μεγαλυτέρου μεγέθους φυσαλίδες (θερμοδυναμικά ευνοούμενη διεργασία). Αυτό, οφείλεται στη μείωση συνολικά της διεπιφάνειας και συνεπώς της επιφανειακής τάσης. Σε σταθερό όγκο αερίου, η ακτίνα της εκ συγχωνεύσεως φυσαλίδας είναι 1.26 φορές η ακτίνα της αρχικής φυσαλίδας, οπότε θα υπάρχει μείωση του εμβαδού της διεπιφάνειας κατά ποσοστό > 20%. Σε καθαρά υγρά. Κριτήριο καθαρότητας νερού (οι φυσαλίδες εξαφανίζονται μέσα σε 1, 2 s). 23 May 2017 10
Βασικές αρχές για την πρόληψη της συγχώνευσης των φυσαλίδων (σχηματισμός αφρού) : Οι μηχανικές διεργασίες οι οποίες λαμβάνουν χώρα στα αρχικά στάδια της συγχώνευσης των φυσαλίδων. Η σχετικά χαμηλή πίεση Laplace στο εσωτερικό συνήθους μεγέθους φυσαλίδων (π.χ. > 1 mm για φυσαλίδες αέρα σε νερό), σημαίνει ότι η πίεση η οποία απαιτείται για τη διαρροή του νερού μεταξύ των φυσαλίδων οι οποίες προσεγγίζουν είναι αρκετή ώστε να προκαλέσει την παραμόρφωσή τους 23 May 2017 11
Η διεργασία η οποία λαμβάνει χώρα κατά τη διαρροή στο λεπτό υμένιο είναι πολύ ενδιαφέρουσα και υπήρξε το αντικείμενο πολλών μελετών. Στο νερό, φαίνεται ότι γίνεται διάρρηξη του υμενίου το οποίο διαχωρίζει τις δύο φυσαλίδες. Όταν το υμένιο είναι ακόμα σχετικά παχύ (περ. 100 nm). Σε αυτό το πάχος, οι ελκτικές δυνάμεις van der Waals στο σύστημα αυτό (αέρας/νερό/αέρας), είναι πρακτικά αμελητέες. Κατά πάσα πιθανότητα, η διάρρηξη λαμβάνει χώρα λόγω του συσχετισμού και της συγχώνευσης επιφανειακών κυματισμών στις επιφάνειες του υμενίου, όπως φαίνεται στο σχήμα: Υμένιο νερού αέρας αέρας 23 May 2017 12
Έχει προταθεί, ότι ελκτικές δυνάμεις μακράς εμβελείας, οι οποίες υφίστανται μεταξύ υδρόφοβων επιφανειών στο νερό, ενεργούν και εντός της υδατικής φάσεως των λεπτών υμενίων ύδατος, με αποτέλεσμα τον συσχετισμό των κορυφών των επιφανειακών κυματισμών με αποτέλεσμα την πρόκληση συγχώνευσης. Ασχέτως ωστόσο του μηχανισμού ρήξης του υμενίου, εφόσον η συγχώνευση των φυσαλίδων οφείλεται σε μεταβολές στην επιφάνεια, είναι αναμενόμενο η προσρόφηση των κατάλληλων τασιενεργών ουσιών να συντελέσει στην αντιστάθμιση της τάσης συγχώνευσης και κατ επέκταση στη δημιουργία ή συντήρηση του αφρού. Για τη δημιουργία σταθερών αφρών δύο παράγοντες είναι ιδιαίτερα σημαντικοί : 23 May 2017 13
1. Απωστική δύναμη μεταξύ των δύο επιφανειών του υμενίου του νερού; 2. Μηχανισμός εξασφάλισης ελαστικότητας στο υμένιο για την προστασία του από μηχανικές διαταραχές. Και οι δύο αυτοί παράγοντες διασφαλίζονται από την παρουσία τασιενεργών ουσιών, οι οποίες ροφούνται στις διεπιφάνειες του υμενίου Φυσαλίδα αέρα Φυσαλίδα αέρα 23 May 2017 14
Ο κυρίαρχος μηχανισμός στράγγισης περιλαμβάνει την αποβολή υγρού τοπικά, σε θέσεις οι οποίες είναι τα σημεία επαφής των υμενίων (γνωστά ως όρια Plateau), στα οποία η περιεκτικότητα σε υγρή φάση είναι μεγάλη. Η συνακόλουθη αποστράγγιση (διαρροή) Λαμβάνει χώρα δια του δικτύου των ορίων Plateau borders τα οποία υφίστανται εντός των αφρών. Όρια Plateau στα σημεία επαφής τριών φυσαλίδων. Λόγω της καμπύλωσης της διεπιφάνειας υγρού-αερίου στο A, η πίεση του υγρού στο Α είναι μικρότερη από την αντίστοιχη στο B, με αποτέλεσμα τη ροή του υγρού προς το A 23 May 2017 15
Κανόνες Plateau Η ελαχιστοποίηση της επιφάνειας επιβάλλει γεωμετρικούς περιορισμούς ( παρατήρηση = Plateau, Απόδειξη = Taylor): Τρία (και μόνον τρία) υμένια εφάπτονται σχηματίζοντας γωνία 120, σε ένα όριο Plateau Τα όρια Plateau συναντώνται συμμετρικά σε τετράδες (γωνία Maraldi).
Δισδιάστατοι αφροί Lawrence Bragg (crystals) Cyril Stanley Smith (grain growth) Plateau & Laplace-Young: σε ισορροπία, κάθε υμένιο είναι τόξο κύκλου; Συναντώνται σε τριάδες με γωνία 120. Ενέργεια ανάλογη της περιμέτρου
Τοπολογικές μεταβολές T 1 : ανταλλαγή γειτόνων (μείωση περιμέτρου) T 2 : εξαφάνιση φυσαλίδας
Ηλεκτρική διπλή στιβάδα Λόγω ιοντισμού των προσροφημένων τασιενεργών, δημιουργείται η αναγκαία άπωση για την αντιστάθμιση των ελκτικών δυνάμεων van der Waals και τη σταθεροποίηση του αφρού Ηλεκτροστατική εντροπική (κυρίαρχη!) Κόστος ελεύθερης ενέργειας ανά μονάδα επιφάνειας: V DL (l)= (64k B Tr/κ D )Exp[-κ D l], - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - r = συγκέντρωση ηλεκτρολύτη κ D -1 ~ r -1/2 = Debye screening length
Το υμένιο, και επομένως και ο αφρός, σταθεροποιούνται λόγω απωστικών ηλεκτροστατικών δυνάμεων μεταξύ των ιοντισμένων ομάδων των προσροφημένων μορίων του τασιενεργού. Η σταθεροποίηση αυτή, είναι δυνατόν να γίνει και με μη ιοντικά τασιενεργά (π.χ. τασιενεργά αιθυλενοξειδίου) όπου, οι ομάδες της κεφαλής του τασιενεργού, οι οποίες είναι υδρόφιλες και μεγάλου μεγέθους, έχουν ως αποτέλεσμα την αύξηση του ιξώδους του υμενίου και την επιβράδυνση της διαρροής. Το υμένιο, είναι μετασταθές, λόγω της υψηλής επιφανειακής ενέργειας. Επίσης, όπως και στην περίπτωση των κολλοειδών αιωρημάτων οι ελκτικές δυνάμεις van der Waals τείνουν να προκαλέσουν τη λέπτυνση του υμενίου, 23 May 2017 20
Ελαστικότητα των λεπτών υμενίων Στο σχήμα της διαφ. 12, είναι δυνατό να υπολογισθεί η διαφορά πίεσης μεταξύ των σημείων A και W με τη βοήθεια της εξίσωσης : P = 2γ/R (Laplace). Σε μια επίπεδη διεπιφάνεια, δεν υφίσταται διαφορά πίεσης, οπότε η πίεση στο υμένιο (στο F) θα είναι μεγαλύτερη (κατά P) από την πίεση στο υγρό (στο W). Η αύξηση της πίεσης στο υμένιο, οφείλεται αποκλειστικά στις απωστικές δυνάμεις μεταξύ των δύο επιφανειών, οι οποίες είναι ηλεκτροστατικές, λόγω του ιοντισμού των ομάδων στις κεφαλές των τασιενεργών. Επιπλέον αυτής της αυξημένης πίεσης, υπάρχει ακόμα ένας παράγοντας ο οποίος συνεισφέρει στην τοπική σταθερότητα του υμενίου: Ο παράγων αυτός σχετίζεται με την απόκριση του υμενίου σε μηχανικές διαταραχές και σε θερμικές διακυμάνσεις, οι οποίες βεβαίως εξουδετερώνονται στην περίπτωση ενός σταθερού αφρού. Τι συμβαίνει σε υμένιο σάπωνος το οποίο εκτείνεται αιφνίδια συνεπεία διαταραχής αυτού του είδους: 23 May 2017 21
αέρας Απότομη έκταση υμενίου αέρας Κατά την έκταση δημιουργείται πρόσθετη επιφάνεια στην οποία καθαρό νερό εκτίθεται στον αέρα, πριν να προλάβουν τα μόρια του τασιενεργού να διαχυθούν και να ανακατανεμηθούν από το κυρίως διάλυμα στην επιφάνεια. Επειδή ωστόσο η επιφανειακή ενέργεια του νερού είναι πολύ μεγαλύτερη από την αντίστοιχη στην οποία υπάρχει τασιενεργός ουσία, θα αναπτυχθεί ισχυρή δύναμη με τάση να κλείσει η εκτεθειμένη επιφάνεια. Αυτή η διεργασία έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία φαινόμενης ελαστικότητας η οποία αυξάνει τη μηχανική σταθερότητα του υμενίου. 23 May 2017 22
Ένας ακόμη όρος ελαστικότητας προκύπτει και από τις ιδιότητες του υμενίου. Η επιφανειακή διάχυση του υμενίου είναι κατά πολύ ταχύτερη από τη διάχυση στο κυρίως υγρό διάλυμα (αραιό). Όπως έχει προκύψει από μετρήσεις, αυξάνοντας την επιφάνεια ανά ομάδα κεφαλής του τασιενεργού, έχει ως συνέπεια την αύξηση της επιφανειακής όλου του υμενίου, όταν το στρώμα του τασιενεργού βρίσκεται αρχικά σε κατάσταση πλήρους στίβαξης. Αυτό, το φαινόμενο, το οποίο δεν είναι τοπικό, προσδίδει σημαντική ελαστικότητα στο υμένιο η οποία δίδεται από την γ/ A η οποία έχει ως αποτέλεσμα την προστασία του υμενίου από διαταραχές. Η κατανόηση του μηχανισμού σταθεροποίησης των υμενίων δίνει τη δυνατότητα κατανόησης και αποτελεσματικών τρόπων για την καταστροφή τους. Αφροί τασιενεργών είναι δυνατόν να καταστραφούν με απλό ραντισμό με αιθανόλη, η οποία έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της επιφανειακής τάσης επιτρέποντας στο επιφανειακό υμένιο να αναπτυχθεί μέσω της ταχείας του διάχυσης από το διάλυμα προς την επιφάνεια. 23 May 2017 23
Απωστικές δυνάμεις σε λεπτά υγρά υμένια Το πάχος ισορροπίας ενός(μετα-)σταθούς υμενίου σάπωνος εξαρτάται από την ισχύ και από την εμβέλεια των απωστικών δυνάμεων στο υμένιο. Οι ηλεκτροστατικές δυνάμεις, είναι δυνάμεις μακράς εμβελείας στο νερό με συνέπεια να οδηγούν στο σχηματισμό παχέων υμενίων (0.2μm), τα οποία εμφανίζουν χρώματα λόγω φαινομένων συμβολής του ορατού φωτός το οποίο ανακλάται από το υμένιο (για διαφορετικό λόγο τα χυμένα λάδια στο δρόμο δείχνουν διαφορετικά χρώματα διαφορική ανάκλαση μικροδομών) 23 May 2017 24
Είναι δυνατόν να σταθεροποιηθούν υμένια λόγω δυνάμεων πολύ μικρής εμβέλειας (<5nm) όπως οι δυνάμεις επιδιαλύτωσης και στερεοχημικές. Τα υμένια αυτού του είδους ονομάζονται Νευτώνεια μελανά υμένια (Newton black films) επειδή το ορατό φως το οποίο ανακλάται συμβάλλει αποσβεστικά με αποτέλεσμα τα υμένια να εμφανίζονται ως μέλανα. Τα ωραία χρώματα τα οποία εμφανίζονται κατά την προσεκτική ανάπτυξη ενός υμενίου σε ορθογώνιο πλέγμα το οποίο αφήνεται να στραγγίσει, φαίνεται στην επόμενη διαφάνεια. 23 May 2017 25
Kyril Isenberg, The Science of Soap Films and Soap Bubbles (1992). Sir Isaac Newton δημοσίευσε τις παρατηρήσεις του σχετικά με τα χρώματα στις σαπουνόφουσκες στο έργο του Opticks (1730). 23 May 2017 26
Το φως ανακλάται από τις δύο πλευρές του υμενίου. Το ανακλώμενο από τις δύο πλευρές φώς συμβάλλει με το γνωστό τρόπο (ιριδισμός) ώστε να χρωματίζονται τα υμένια με την αφαίρεση ορισμένων μηκών κύματος με αποσβεστική συμβολή. Όταν το πάχος του υμενίου γίνεται <1 μm αρχίζει η εμφάνιση των χρωμάτων πρώτα πράσινο και magentaστη συνέχεια λαμπρότερα χρώματα που περιλαμβάνουν το ερυθρό, κυανό ή κίτρινο χρώμα και κιτρινωπό. Σε πάχος περίπου 0.1 μm το χρώμα γίνεται λευκό, αλλά για πολύ λεπτότερα υμένια το χρώμα προσεγγίζει το μέλαν (αόρατο υμένιο) λόγω αποσβεστικής συμβολής του ανακλώμενου φωτός από τις δύο επιφάνειες cancel. Τα χρώματα αποτελούν δείκτες του πάχους των υμενίων. 23 May 2017 27
Σχηματική απεικόνιση της διαρροής (στράγγισμα) σε ένα μεγάλο υμένιο σάπωνος υπό την επίδραση της βαρύτητας. Το πάχος ισορροπίας σε ύψος h προσδιορίζεται από το ισοζύγιο μεταξύ υδροστατικής πίεσης στο υγρό (hrg) και της απωστικής πίεσης στο υμένιο, δηλαδή: π = hrg. Οι μετρήσεις οι οποίες γίνονται με τον τρόπο αυτό, επιτρέπουν τη διεξαγωγή συμπερασμάτων για την αλληλεπίδραση των δυνάμεων μεταξύ των επιφανειών των υμενίων τασιενεργών ουσιών, συναρτήσει του πάχους των. Οι δυνάμεις αυτές είναι καθοριστικής σημασίας για τη σταθερότητα των υμενίων αλλά και επίπεδων επιφανειών στα κύτταρα και γενικότερα για τις αλληλεπιδράσεις 23 May 2017 των κολλοειδών. 28
Βασικές ιδιότητες υμενίων αφρών στην ισορροπία Πάχος υμενίου στην ισορροπία Ισοζύγιο πιέσεων Γωνία επαφής μηνίσκος-υμενίου Τάση υμενίων Ενέργεια αλληλεπίδρασης 23 May 2017 29
Μεταβατική ζώνη του μηνίσκου του υμενίου Ερωτήματα τα οποία παραμένουν ανοικτά από την άποψη της θερμοδυναμικής: Υπάρχει ασυνέχεια στο σχήμα; Ποια η αντιστάθμιση της προβολής του σ Ιδανική εικόνα Πραγματικότητα 23 May 2017 30
Ισοζύγιο τοπικών τάσεων 23 May 2017 31
Ταχύτητα λέπτυνσης υμενίων Κινούσα δύναμη Εξίσωση Reynolds για λέπτυνση υμενίου Ρόλος φαινομένου Marangoni Περιορισμοί της εξίσωσης Reynolds: Εφαπτομενικά ακίνητες φάσεις Επίπεδα παράλληλα υμένια Τα πραγματικά υμένια λεπτύνονται ταχύτερα! 23 May 2017 32
Φαινόμενο Marangoni Το φαινόμενο κατά το οποίο, ένα ρευστό ρέει σε μια διαφασική επιφάνεια από περιοχές χαμηλής επιφανειακής τάσης σε περιοχές υψηλής. Ονομάστηκε από τον Ιταλό φυσικό Carlo Giuseppe Matteo Marangoni (1840-1925). Ο Marangoni μελέτησε τις συνθήκες υπό τις οποίες ένα υγρό εξαπλώνεται πάνω σε ένα άλλο στο μεγαλύτερο συντριβάνι του κήπου των Tuileries στο Παρίσι. Ανακάλυψε, ότι ένα υγρό A απλώνεται σε ένα άλλο B όταν το άθροισμα επιφανειακής τάσης και η επιφανειακή τάση του A είναι μικρότερη της αντίστοιχης του B. 23 May 2017 33
Φαινόμενο Marangoni Σε περίπτωση κατά την οποία η επιφανειακή τάση δεν είναι σταθερή, αλλά μεταβάλλεται σε μια διεπιφάνεια, θα υπήρχε ανισορροπία δυνάμεων, λόγω των οποίων θα υπήρχε ροή. Η ροή αυτή, συνιστά το φαινόμενο Marangoni. Η επιφανειακή τάση, εξαρτάται από τη θερμοκρασία και από τη συγκέντρωση του τασιενεργού. Ένας τρόπος λοιπόν για τη δημιουργία ροής είναι η δημιουργία θερμοκρασιακών ή μεταβολών συγκέντρωσης 23 May 2017 34
Τα δάκρυα του κρασιού. Ρευστό έλκεται προς τα πάνω με δυνάμεις Marangoni οι οποίες οφείλονται στην εξάτμιση αλκοόλης από την επιφάνεια. Το ίχνος της φάλαινας, το οποίο δημιουργείται, λόγω της έκλυσης βιοϋλικού το οποίο προκαλεί απόσβεση των επιφανειακών κυμάτων (τα οποία υφίστανται στο υπόλοιπο μέρος της θάλασσας). Φωτογραφία από την ανάδυση φάλαινας στο λιμάνη της Βοστώνηε, ΗΠΑ 23 May 2017 35
Η βαρκούλα του σαπουνιού. Επιπλέον σώμα (μήκους 2.5cm) περιέχει λίγο σαπούνι το οποίο είναι και το «καύσιμό» του για την κίνησή του στην επιφάνεια του νερού. Το σαπούνι βγαίνει από το πίσω μέρος, προκαλώντας τοπική μείωση της επιφανειακής τάσης. Λόγω αυτής της βάθμωσης η βαρκούλα κινείται. 23 Η May τροχιά 2017φαίνεται με τη βοήθεια δείκτη Thymol blue (που βρίσκεται 36 στην επιφάνεια του νερού).
Διάρρηξη υμενίων αφρών Διάρρηξη τύπου «φράγματος» Διάρρηξη τύπου «μειωμένου φράγματος» 23 May 2017 37
Αντιαφριστικά Αντιαφριστική δράση υδροφοβικών σωματιδίων και ελαίων Σε τι συνίσταται η αντιαφριστική δράση; Γιατί και πού χρειάζονται τα αντιαφριστικά; ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Παραγωγή χαρτοπολτού και χάρτου Βιομηχανία πετρελαίου (μηυδατικοί αφροί) Ζύμωση Βαφές υφασμάτων ΚΑΤΑΝΑΛΩΤΙΚΑ ΠΡΟΪΟΝΤΑ Απορρυπαντικά για πλυντήρια Χρώματα Φάρμακα 23 May 2017 38
ΣΥΣΤΑΣΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΑΝΤΙΑΦΡΙΣΤΙΚΩΝ 1.Υδροφοβικά στερεά σωματίδια Silica (SiO2) Πολυμερικά σωματίδια 2. Έλαια Λάδια σιλικόνης Υδρογονάνθρακες (ορυκτέλαιο, αλειφατικά έλαια) 3. Σύνθετα Συνδυασμοί ελαίων και σωματιδίων Σωματίδια σίλικα Γαλακτωματοποι ημένο λάδι Σύνθετο αντιαφριστικό 23 May 2017 39
Μηχανισμοί δράσης αντιαφριστικών Αντιαφριστικά ταχείας δράσης Επιβίωση αφρού: δευτερόλεπτα Καταστροφή αφρού Αντιαφριστικά βραδείας δράσης Χρόνος ημιζωής αφρού: λεπτά Υπολειμματικός αφρός 23 May 2017 40
Χαρακτηριστικές κλίμακες μεγεθών και χρόνου στους αφρούς Κλίμακα μεγέθους Κλίμακα χρόνου 23 May 2017 41
Διάρρηξη υμενίου από στερεά σωματίδια : Μηχανισμός γεφύρωσης -αφυδάτωσης Εισαγωγή σωματιδίου Παράμετροι-κλειδιά: (1) Γωνία επαφής (2) Μέγεθος και σχήμα σωματιδίων αφυδάτωση αφυδάτωση Ρήξη υμενίου 23 May 2017 42 Ρήξη υμενίου
Ρήξη υμενίου από σύνθετα λαδιού-σωματιδίων: Μηχανισμός γεφύρωσης -έκτασης αέρας νερό Εισαγωγή σταγόνας αέρας έκταση Ρήξη υμενίου αφρού γεφύρωση Παράμετροι-κλειδιά: (1) Διεπιφανειακή τάση (2) Ρεολογία ελαίων 23 May 2017 43
Ρήξη υμενίου μετά την εξάπλωση ελαίου Μορφές ρήξης υμενίου λόγω απλωμένου λαδιού Ρήξη παχέων υμενίων αφρού (παρεμπόδιση φαινομένου Marangoni) Ρήξη λεπτών υμενίων αφρού (εκτόπιση τασιενεργού από το λάδι) Συντελεστής εξάπλωσης 23 May 2017 44