چسبندگی ( به لاتین adhaerere “چسبیدن”)، که به آن چسبندگی یا نیروی چسبندگی نیز می گویند ، وضعیت فیزیکی یک لایه واسط است که بین دو فاز متراکم که در تماس هستند ، یعنی جامدات و مایعات با فشار بخار ناچیز تشکیل می شود . این حالت با برهمکنش های مولکولی در لایه رابط مشخص می شود که انسجام مکانیکی فازهای درگیر را ایجاد می کند.
نیروهای در حال کار همه به طور کامل کشف نشده اند. وجود دارد تئوری های مختلفی در مورد چسبندگی .
در بیشتر موارد، انسجام بین مواد درگیر بر اساس فعل و انفعالات فیزیکی است. اگر سطح به اندازه کافی ناهموار باشد، ممکن است یک گیره مکانیکی مواد نیز وجود داشته باشد ( تناسب فرم ). اگر مواد نیز با یکدیگر پیوند شیمیایی ایجاد کنند، معمولاً یک اتصال قوی و دائمی ایجاد می شود. نمونه هایی از تشکیل پیوندهای شیمیایی بین بایندرها و مواد خاص عبارتند از سیلیکون و شیشه ، پلی اورتان و چوب ، یا رزین اپوکسی و آلومینیوم .
فهرست مطالب
نظریه های چسبندگی
یک تمایز کلی بین چسبندگی مکانیکی بر اساس نیروهای فیزیکی-مکانیکی و چسبندگی خاص بر اساس نیروهای شیمیایی، فیزیکی و ترمودینامیکی صورت می گیرد که برای هر کدام تئوری های چسبندگی متفاوتی وجود دارد. این نظریه ها به صورت جداگانه توسعه یافته اند، اما با توجه به وضعیت فعلی دانش، چسبندگی مکانیکی و خاص یک واحد را تشکیل می دهد.
چسبندگی مکانیکی
تئوری چسبندگی مکانیکی به درهم تنیدگی یک فاز در منافذ میکروسکوپی و فرورفتگی‌های روی سطح یک جامد اشاره دارد. این تنها توضیح برای چسبندگی بود. سوال انسجام دو فاز با سطوح تماس صاف و بدون منافذ را نمی توان با این پاسخ داد.
چسبندگی خاص
تئوری های چسبندگی خاصی توسعه یافتند زیرا تئوری چسبندگی مکانیکی برای توضیح انسجام جامدات با سطوح صاف کافی نبود. تئوری های مختلف چسبندگی خاص و تئوری چسبندگی مکانیکی یکدیگر را مستثنی نمی کنند بلکه مکمل یکدیگر هستند.
طبق نظریه پلاریزاسیون ( De Bruyne 1935)، چسبندگی بر اساس ویژگی دوقطبی مولکول ها است . با این حال، این توضیح به مواد قطبی محدود می شود .
نظریه الکترواستاتیک ( درجاگین 1950) از یک لایه دوگانه الکتریکی (یک ناحیه بار فضایی با ضخامت چندین لایه مولکولی یا اتمی ، ناشی از جابجایی بار) به عنوان عامل نیروی چسب استفاده می کند. با این حال، برای این کار، حامل های بار مناسب ، مانند الکترون ها یا یون ها ، باید وجود داشته باشند.
تئوری انتشار ( Voyutskij 1960) مبتنی بر حرکت مولکولی براونی است – یعنی حرکت ذاتی مولکول ها ناشی از دما – ذرات دو ماده درگیر که منجر به انتشار در یکدیگر می شود . با این حال، مواد باید یک میل ترکیبی شیمیایی با یکدیگر داشته باشند، که معمولاً فقط در مورد پلاستیک‌ها صدق می‌کند . به عنوان مثال در مورد فلزات، از انتشار جلوگیری می کند پیوند فلزی .
اساس تئوری جذب و ترشوندگی ( Zismann , Fowkes , Good and Wu , 1963) نظریه سطح و رابط است . با توجه به این دیدگاه ترمودینامیکی چسبندگی، چنین مایعاتی سطوح جامد را به‌خوبی خیس می‌کنند، که در سطح انرژی کمتری نسبت به فاز جامد در حالت انرژی هستند. اگر حالت انرژی در مرز فاز مطلوب تر از داخل باشد، خیس شدن کامل ( گسترش ) رخ می دهد و تمام ذرات مایع به سطح جامد می چسبند. هنگامی که حالت انرژی ذرات درون مایع به قدری مطلوب باشد که یک کره تشکیل دهد و سطح تماس با جامد را به حداقل برساند، خیس شدن اتفاق نمی افتد. با در نظر گرفتن ساختار لایه رابط ( زبری و ذرات ماده خارجی)، دما و سایر عوامل فراتر از ملاحظات ترمودینامیکی، می توان در مورد چسبندگی نتیجه گیری کرد.
وقوع
چسبندگی در وسایل نقلیه
) درک می شود چسبندگی در ترافیک جاده ای به عنوان چسبندگی جاده (انگلیسی: Grip) – لاستیک ( لاستیک ) روی زمین ( جاده ) – یا در حمل و نقل ریلی – چسبندگی ریلی آهن ( چرخ قطار) روی آهن ( راه آهن . زمانی از راه آهن چسبنده تند بدون هیچ کمکی (مانند چرخ دنده یا طناب ) شیب های صحبت می شود که راه آهن بتواند با کنار بیاید و فقط چسبندگی چرخ ها برای حرکت کافی باشد. این چسبندگی همچنین هنگام بلند شدن قایق های پرنده کار می کند و بدنه آنها را در آب نگه می دارد. طراحان این مشکل را با ایجاد یک لبه پارگی در نیمه پایین کیل (که به عنوان پله نیز شناخته می شود) حل کردند و به بدنه دستگاه اجازه جدا شدن از سطح آب را داد.
چسبندگی در چسب ها
چسبندگی شامل نیروهای چسبنده در سطوح تماس دو ماده متفاوت یا یکسان از طریق نیروهای مولکولی است. مواد می توانند در حالت جامد یا مایع باشند. در زمینه چسب، چسبندگی به معنای چسبندگی لایه های چسب به سطوح قطعاتی است که باید به هم متصل شوند. فرآیندهای درگیر در چسبندگی هنوز به طور کامل مشخص نشده اند. آنها به خصوص دشوار هستند زیرا وابستگی بین سیستم های چسب و سطوح مختلف قطعاتی که باید به هم متصل شوند بسیار پیچیده است.
چسبندگی در فویل ها
لایه‌های چسب بدون چسب به سطوح صاف/براق به واسطه جذب مولکول‌های بین دو ماده می‌چسبند. پیش نیاز این است که مولکول ها تا حد امکان به یکدیگر نزدیک شوند تا به چسبندگی دست یابند. بنابراین، این فقط روی سطوح صاف کار می کند، به عنوان مثال به عنوان فیلم های محافظ روی نمایشگر یا فیلم های رنگی روی شیشه در وسایل نقلیه موتوری .
چسبندگی در حیوانات
برخی از حیوانات (از جمله Lamella Geckos به عنوان بزرگترین نماینده) می توانند روی دیوارهای صاف عمودی یا حتی در سطح زیرین برگ ها و زیر سقف نگه داشته و حرکت کنند. دلیل این امر سیستم های چسبنده روی کف پا است که در گکوها از حدود یک میلیارد موی کراتینه ریز ( کاردک ) با ابعادی در محدوده نانومتر تشکیل شده است. [2] [3] به دلیل آرایش لایه‌ای خاص، تعداد زیادی از این موها با بستر تماس پیدا می‌کنند تا نیروهای چسبنده مؤثر واقع شوند. رطوبت سطحی به طور طبیعی اثر را افزایش می دهد. [4] علل، فعل و انفعالات الکترودینامیکی بین مواد درگیر هستند (مانند نیروهای واندروالس و نیروهای مویرگی ). [5] بسیاری از حشرات علاوه بر سیستم های چنگ زدن یا مکنده های خود، از چنین موهای چسب کاردکی شکل برای حرکت استفاده می کنند. [6]
چسبندگی در بافت های آلی
- جراحی : چسبندگی یا چسبندگی اندام ها (به چسبندگی شکم مراجعه کنید )
- هماتولوژیک : چسبندگی سلول‌های خونی (مانند ترومبوسیت‌ها ، لکوسیت‌ها ) هم به دیواره‌های داخلی رگ‌ها (مثلاً به عنوان بخشی از یک واکنش التهابی) و هم به که با دیواره داخلی عروق خارجی هستند ( غیر اندوتلیال ). سطوح یا بافت‌هایی
- باکتریولوژیک : اتصال باکتری به سطوح مخاطی در شروع عفونت
- چسبندگی سلولی : اتصال سلول‌های بافتی به پروتئین‌های خارج سلولی ماتریکس از طریق محل‌های چسبندگی کانونی و همیدزموزوم‌ها
- دندانپزشکی :
- چسبندگی شیمیایی مواد پرکننده به عاج (چسب عاج)
- چسبندگی دندان مصنوعی کامل به مخاط.