Adhezja (łac. adhaesio – przyleganie) to proces, w którym powierzchniowe warstwy ciał fizycznych lub faz (zarówno stałych, jak i ciekłych) łączą się ze sobą.
Nie należy mylić adhezji z kohezją, ponieważ kohezja odnosi się do oddziaływań międzycząsteczkowych zachodzących wewnątrz ciała, podczas gdy adhezja dotyczy interakcji na powierzchni.
Miarą adhezji jest praca przypadająca na jednostkę powierzchni, którą należy wykonać, aby rozdzielić stykające się ciała.
Wyjaśnienie
Adhezja powstaje na skutek oddziaływań międzycząsteczkowych pomiędzy stykającymi się substancjami. Granicznym przypadkiem, który rozdziela adhezję od reakcji chemicznej, jest sytuacja, w której w połączonej warstwie tworzą się nietrwałe wiązania chemiczne.
Granica między adhezją a zjawiskami powierzchniowymi, które występują w wyniku tworzenia wiązań chemicznych, jest bardzo płynna. Na przykład, trudno jest jednoznacznie oddzielić „czystą adhezję” od adhezji, która wynika z tworzenia się słabych wiązań wodorowych, które jednocześnie są formą wiązań chemicznych i oddziaływań międzycząsteczkowych. W praktycznych badaniach inżynieryjnych (np. w kontekście skuteczności klejów) przez adhezję rozumie się siłę łączenia dwóch warstw klejonego materiału, bez zagłębiania się w naturę oddziaływań, które prowadzą do powstania trwałej spoiny.
Z perspektywy makroskopowej, czysta adhezja opisywana jest jako odwracalny proces termodynamiczny, który zachodzi w warstwie łączących się materiałów, wynikający z różnicy napięć powierzchniowych na styku substancji.
Występowanie i zastosowanie
Adhezja występuje w wielu sytuacjach, takich jak klejenie (kleje adhezyjne) oraz malowanie, a także przy używaniu taśm i kartek przylepnych (folia adhezyjna). Zjawisko to jest wykorzystywane przez niektóre zwierzęta do poruszania się po gładkich, pionowych powierzchniach lub liściach. W polskiej faunie przykładami zwierząt wykorzystujących adhezję są rzekotki drzewne (Hyla arborea), które mają przylgi na palcach, pozwalające na łączenie się z wilgotnymi powierzchniami liści. Te przylgi są elastyczne, co umożliwia im łatwe dopasowywanie się do kształtów powierzchni liścia.
Rodzaje adhezji
Wyróżnia się adhezję właściwą oraz mechaniczną. Zgodnie z teorią fizyko-chemiczną, adhezja właściwa wynika z działania sił międzycząsteczkowych pomiędzy cząsteczkami cieczy a powierzchnią ciała stałego, w zakresie mniejszym niż 1 μm. W przypadku adhezji mechanicznej zakłada się, że wytrzymałość złącza zależy od parametrów wytrzymałościowych cieczy lub ciała stałego, a nie od zjawisk zachodzących na granicy ciecz-ciało stałe. Im głębsza penetracja powierzchni ciała stałego przez ciecz, tym mocniejsza adhezja. Na proces penetracji wpływa lepkość cieczy – mniejsza lepkość ułatwia wnikanie cieczy w nierówności powierzchni, co sprzyja powstawaniu mocniejszych połączeń. Na penetrację wpływają również temperatura, ciśnienie, czas penetracji, kształt nierówności oraz ich głębokość.
Przypisy