التصاق

للاستخدامات الأخرى، انظر التصاق (توضيح).

قطرات الندى ملتصقة بشبكة العنكبوت

التصاق ضفدع على سطح زجاجي رأسي مبتل.

الالتصاق Adhesion، هوتجاذب فيزيائي بين سطحين. هذا التجاذب هونتيجة تفاعل بين الجزيئات مما يعطي التجاذب بين الذرات والجزئيات، مثل الكهرسكونية، وقوى فان دير فالس (روابط ثنائي القطب، روابط ثنائي القطب المستحث، وقوى التشتت)، الروابط الهيدروجينية، والرابطة التساهمية. وباستثناء الروابط الكهرسكونية، فجميع الروابط تكون قوية فقط في المسافات القصيرة (في المقياس النانومتري). هذا يؤدي بنا إلى أول نظرية في الالتصاق، نظرية الابتلالية بالامتزاز، والتي فيها يجب على المادة اللاصقة حتى تكون على تماس مباشر أوترطب المادة الثانية (الملتصقة) لكي تلتصق بها. في هذه النظرية، فإن طاقة السطح، وقياس وتفسير زاوية التماس تلعب دورًا أساسيًا. تستخدم نظرية الانتشار في الالتصاق لوصف وضع ما تكون فيه المادة اللاصقة والمادة الثانية (الملتصقة) ذوابة كلاً منهما في الأخرى. وهنا يلعب ثابت الانحلالية دورًا هاما. الروابط التساهمية عن الوسط البيني ليست ضرورية من أجل التصاق قوي. ومع ذلك، فقد عثر حتى الرابط التساهمية في السطح البيني تكون ضرورية عندما تتعرض روابط الماد ة اللاصقة لضروف بيئية غير مناسبة مثل درجة الحرارة والرطوبة.

وبالرغم من حتى قوة المادة اللاصقة تعتمد بشكل أساسي على الالتصاق، فإن قوة الوصلة اللاصقة لاتساوي قوة الالتصاق. ففي الحقيقة، تعتمد قوة الوصلة اللاصقة بطريقة معقدة على عدة عوامل، تضم الالتصاق، تصميم الوصلة اللاصقة، والخصائص الفيزيائية للمادة اللاصقة والملتصقة.

طاقة السطح

Diagram of various cases of cleavage, with each unique species labeled.
A: γ = (1/2)W₁₁
B: W₁₂ = γ₁ + γ₂ – γ₁₂
C: γ₁₂ = (1/2)W₁₂₁ = (1/2)W₂₁₂
D: W₁₂ + W₃₃ – W₁₃ – W₂₃ = W₁₃₂.

آلية الالتصاق

هناك خمسة آليات مقترحة لتفسير سبب التصاق مادة بمادة أخرى:

التصاق ميكانيكي

تملء المواد اللاصقة فراغات أومسام السطوح وتبقي السطوح متماسكة معًا نتيجة تشابكها. وتعتبر الخياطة إحدى أشكال التثبيت الميكانيكي واسعة النطاق، والفيلكروأحد أشكال التثبيت متوسط القوة.

التصاق كيميائي

قد تشكل اثنتان من المواد مركبًا نتيجة التجاذب الكهربائي بين الذرات (الرابطة الأيونية) أونتيجة تشارك زوج أوأكثر من الإلكترونات بين الذرات (الرابطة التساهمية). وقد تنشأ قوى أضعف بين ذرات جميع من الأكسيجين، والنتروجين، والفلور في المادتين الملتصقتين (رابطة هيدروجينية).

التصاق مشتت

Cohesion causes water to form drops, surface tension causes them to be nearly spherical, and adhesion keeps the drops in place.

Water droplets are flatter on a Hibiscus flower which shows better adhesion.

في الالتصاق المشتت، المعروف أيضا باسم الامتزاز، تتماسك المادتان معًا بقوى فان دير فالس. وهي قوى التجاذب بين اثنين من الجزيئات، لكل منها مناطق موجبة وسالبة الشحنة. في الحالة البسيطة، تكون هذه الجزيئات قطبية بحسب متوسط كثافة الشحنة، على الرغم من أنه في الجزيئات الأكبر والأكثر تعقيدًا، قد يحدث هناك "أقطاب" متعددة أومناطق أكبر ذات شحنات إيجابية أوسلبية. قد تكون هذه الأقطاب الإيجابية والسلبية خاصية دائمة للجزيء (الروابط ثنائية القطب) (Dipole-dipole interaction) أوخاصية مؤقتة يمكن حتى تحدث في أي جزيء، نتيجة الحركة العشوائية للإلكترونات داخل الجزيئات فتهجرز الإلكترونات مؤقتا في منطقة واحدة (قوى لندن).

The two stages of PDMS microstructure collapse due to van der Waals attractions. The PDMS stamp is indicated by the hatched region, and the substrate is indicated by the shaded region. A) The PDMS stamp is placed on a substrate with the "roof" elevated. B) Van der Waals attractions make roof collapse energetically favorable for PDMS stamp.

التصاق كهروستاتيكي

The interface is indicated by the dotted line. A) Non-crosslinked polymers are somewhat free to diffuse across the interface. One loop and two distal tails are seen diffusing. B) Crosslinked polymers not free enough to diffuse. C) "Scissed" polymers very free, with many tails extending across the interface.

القوة

تأثيرات أخرى

التوتير

Fingering process. The hatched area is the receiving substrate, the dotted strip is the tape, and the shaded area in between is the adhesive chemical layer. The arrow indicates the direction of propagation for the fracture.

البنى الدقيقة

التلاكؤ

قابلية التبلل والامتزاز

الالتصاق الجانبي

انظر أيضاً

لاصق
امتزاز
رابطة كيميائية
قوى بين جزيئية
محلول
شد سطحي
Adhesive bonding
التصاق بكتيري
Capillary action
التصاق الخلية
Contact mechanics
Fracture mechanics
Galling
Meniscus
Pressure sensitive adhesive
Rail adhesion
Synthetic setae

المصادر

^ Encyclopedia of Science & Technology, 10th Edition

قراءات إضافية

John Comyn, Adhesion Science, Royal Society of Chemistry Paperbacks, 1997
A.J. Kinloch, Adhesion and Adhesives: Science and Technology, Chapman and Hall, 1987