Adhesión
La adhesión es
la propiedad de la materia por la cual se unen y plasman dos superficies de
sustancias iguales o diferentes cuando entran en contacto, y se mantienen
juntas por fuerzas intermoleculares.
La adhesión ha jugado un papel
muy importante en muchos aspectos de las técnicas de construcción
tradicionales. La adhesión del ladrillo con el mortero (cemento) es un ejemplo
claro.
Adhesión Mecánica: Los materiales adhesivos
rellenan los huecos o poros de las superficies manteniendo las superficies
unidas por enclavamiento. Existen formas a gran escala de costura, otras veces
a media escala como el velcro y algunos adhesivos textiles que funcionan a
escalas pequeñas. Es un método similar a la tensión superficial
Adhesión Química: Dos materiales pueden formar un
compuesto al unirse. Las uniones más fuertes se producen entre átomos donde hay
permutación (enlace iónico) o se comparten electrones (enlace covalente). Un
enlace más débil se produce cuando un átomo de hidrógeno que ya forma parte de
una partícula se ve atraída por otra de nitrógeno, oxígeno o flúor, en ese caso
hablaríamos de un puente de hidrógeno. La adhesión química se produce cuando
los átomos de la interfaz de dos superficies separadas forman enlaces iónicos,
covalentes o enlaces de hidrógeno.
El principio de la ingeniería
detrás de adhesión química en este sentido es bastante sencillo: si las
moléculas de superficie se pueden unir, a continuación, las superficies se unen
entre sí por una red de estos enlaces. Cabe mencionar que estas fuerzas iónicas
y covalentes atractivas son eficaces sólo en distancias muy pequeñas – de menos
de un nanómetro. Esto significa que, en general, no sólo las superficies que se
quieren unir estén muy próximas entre sí, sino también, que estos enlaces sean
bastante frágiles, ya que las superficies a continuación deben mantenerse
juntas.
Adhesión Dispersa: En la adhesión dispersiva, dos
materiales se mantienen unidos por las fuerzas de van der Waals: la atracción
entre dos moléculas, cada una de las cuales tiene regiones de carga positiva y
negativa. En este caso, cada molécula tiene una región de mayor carga positiva
o negativa que se une a la siguiente de carga contraria. Este efecto puede ser
una propiedad permanente o temporal debido al movimiento continuo de los
electrones en una región.
En la ciencia de superficies el
término “adhesión” siempre se refiere a una adhesión dispersiva. En un sistema
sólido-líquido-gas normal (como una gota de un líquido sobre una superficie
rodeada de aire) el ángulo de contacto es usado para cuantificar la adhesividad.
En los casos donde el ángulo de contacto es bajo la adhesión está muy presente.
Esto se debe a que una mayor superficie entre el líquido y el sólido conlleva
una energía superficial mayor.
Adhesión Electrostática: Algunos materiales conductores
dejan pasar electrones formando una diferencia de potencial al unirse. Esto da
como resultado una estructura similar a un condensador y crea una fuerza
electrostática atractiva entre materiales.
Adhesión Difusa: Algunos materiales pueden
unirse en la interfase por difusión. Esto puede ocurrir cuando las moléculas de
ambos materiales son móviles y solubles el uno en el otro. Esto sería
particularmente eficaz con las cadenas de polímero en donde un extremo de la
molécula se difunde en el otro material. También es el mecanismo implicado en
sinterización. Cuando el metal o cerámica en polvo se somete a presión y se
calienta, los átomos difunden de una partícula a otra. Esto hace que se
homogenice el material.
La unión por difusión se produce
cuando las especies de una superficie penetran en una superficie adyacente sin
dejar de ser unido a la fase de su superficie de origen. La libertad de
movimiento de los polímeros tiene un fuerte efecto en su capacidad para
entrelazarse, y por lo tanto, en la unión por difusión. Por ejemplo, los
polímeros reticulados son menos capaces de difundir porque se unen entre sí en
muchos puntos de contacto, y no son libres de girar en la superficie adyacente.
Los polímeros reticulados, por el contrario, son más libres para pasear en la
fase adyacente al extender las colas y los lazos a través de la interfaz.
Cohesión
Las fuerzas
de cohesión son las fuerzas que atraen y mantienen unidas las
moléculas. Es la acción o la propiedad de las moléculas, de cómo se pegan entre
sí, siendo fuerzas de carácter atractivo. Esta es una propiedad intrínseca de
una sustancia que es causada por la forma y la estructura de sus moléculas que
hace que la distribución de los electrones en órbita irregular cuando las
moléculas se acercan la una a la otra,creando atracción eléctrica que pueden
mantener una estructura macroscópica tal como una gota de agua. En otras palabras,
la cohesión permite a la tensión superficial,
la creación de un estado condensado.
El agua, por ejemplo, es fuertemente cohesiva ya que cada
molécula puede hacer cuatro enlaces de hidrógeno con otras moléculas de agua en
una configuración tetraédrica. Esto resulta en una fuerza de Coulomb relativamente
fuerte entre las moléculas. En términos simples, la polaridad de
las moléculas de agua permite que sean atraídas la una hacia la otra. Esta
polarización de las cargas dentro de la molécula permite que se alinean con las
moléculas adyacentes mediante un fuerte enlace de hidrógeno intermolecular,
haciendo que el líquido posea una fuerza de cohesión importante. Los gases como
el metano, sin embargo, tienen una cohesión débil debido a que las
interacciones intermoleculares únicamente se deben a fuerzas de Van der Waals que
operan por polaridad inducida en moléculas no polares, no polaridad intrínseca
de la propia molécula.
La cohesión, junto con la adhesión (atracción
entre distintas moléculas), ayudan a explicar fenómenos tales como el menisco, la tensión superficial y
la capilaridad.
El mercurio en un matraz de vidrio es un buen ejemplo de los efectos de la
relación entre las fuerzas cohesivas y adhesivas. Debido a su alta cohesión y
baja adhesión al vidrio, el mercurio no se extiende para cubrir la superficie
del matraz. Además, exhibe un menisco fuertemente convexo, mientras que el
menisco de agua es cóncavo. El mercurio no moja el vidrio, a diferencia del
agua y muchos otros líquidos,[1] y si el cristal se inclina,
lo hará rodar en el interior.
https://es.m.wikipedia.org/wiki/Adhesi%C3%B3n
https://es.m.wikipedia.org/wiki/Fuerzas_de_cohesi%C3%B3n
https://es.m.wikipedia.org/wiki/Fuerzas_de_cohesi%C3%B3n
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