مروری بر وابستگی انرژی آزاد سطح به ضخامت در فیلم های نازک پلیمری

در سالیان اخیر، فیلم ­های پلیمری پوشش ­یافته روی سطوح جامد در صنایع مختلف از جمله پوشش ­ها، چسب ­ها، غشاها، حسگرها و غیره کاربرد گسترده­ای یافته ­اند. از آنجا که با نازک­ترشدن فیلم تاثیر سطوح مشترک افزایش می ­یابد، بنابراین مشاهده شده است، ساختار و خواص فیلم ­های با ضخامت­ های حدود زیر nm ۱۰۰، از جمله خواص سطحی مانند انرژی آزاد سطح، نسبت به توده­ پلیمر دست­خوش تغییرهای درخور توجهی می­ شوند. با توجه به اینکه انرژی آزاد سطح از عوامل کنترل ­کننده و اثرگذار بر بسیاری از فرایندهای صنعتی و پدیده­ های علمی نظیر جذب سطحی، ترشوندگی، روان­­سازی و غیره در پلیمرها به ­شمار می ­رود، بنابراین در مقاله حاضر، عوامل موثر بر تغییر انرژی آزاد سطح فیلم­ های بسیار نازک پلیمری با تغییر ضخامت فیلم بررسی شده است. با مطالعه­ پژوهش ­های انجام ­شده در حوزه­ تغییر انرژی آزاد سطح فیلم ­های بسیارنازک با ضخامت، می ­توان به دو عامل مهم اشاره کرد. نخست، نیروهای بلنددامنه ­ای که از سوی زیرلایه بر زنجیرها و نیز قطره­ قرارگرفته روی سطح فیلم، به­ منظور اندازه­ گیری زاویه تماس، اثر می ­گذارند. دوم، افزایش اتصا­ل­ های فیزیکی زنجیرها با زیرلایه که در ضخامت­ های حدود دو تا سه برابر شعاع ژیراسیون زنجیرها محدودیت ­هایی را برای تحرک آن­ها به­ وجود می ­آورد. اثر اندازه محدود و افزایش نقاط اتصال زنجیرها با زیرلایه، در کنار درهم ­تنیدگی­ های درون و بین­ مولکولی می­ توانند به­ شدت بر صورت­ بندی قطعه ­های پلیمر در فیلم ­های نازک اثر بگذارند که با افزایش ضخامت به ­تدریج تاثیر این اتصال­ ها غربال می­ شود.