Lähetä linkki
VTT:n tutkijat korjasivat 60 vuotta vanhan pintajännityksen määrittelyn
27.02.2012
VTT:n tutkijat osoittivat, että kiinteän aineen pintajännityksellä ei ole suoraa yhteyttä pinnan luomiseen tarvittavaan energiaan. Siksi pintajännitystä ei ole lainkaan olemassa aikaisemmin ajatellussa merkityksessä.
Kiinteän aineen pinnalla on ajateltu olevan pintajännitys samaan tapaan kuin
nesteen pinnalla. Sitä kuvaa 60 vuotta vanha Shuttleworthin yhtälö, jota
pidetään yhtenä pintojen termodynamiikan perusyhtälönä. Yhtälö liittää
toisiinsa pintajännityksen ja pinnan luomiseen tarvittavan energian.
Kolme
vuotta sitten VTT:n tutkijat Lasse Makkonen ja Kari Kolari yhdessä
englantilaisen David Bottomleyn kanssa esittivät Surface Science -lehdessä,
että Shuttleworthin yhtälö on ristiriidassa termodynamiikan teorian kanssa.
Tästä seurasi vilkas keskustelu tieteellisissä lehdissä. Moni tutkija kiisti
tällaisen ajatuksen.
Nyt Lasse Makkonen on osoittanut
matemaattisesti, ettei kiistellyllä yhtälöllä ole mitään yhteyttä pinnan
luomiseen tarvittavaan energiaan. Näin siitä tulee vain pinnan mekaanisen
jännitystilan määritelmä. Tämän vuoksi kiinteän aineen pintajännitystä ei
aiemmin ajatellussa mielessä ole olemassakaan, vaan asiaa on tarkasteltava
pelkästään pinnalla olevan molekyylirakenteen näkökulmasta.
Makkosen
artikkeli ilmestyi Scripta Materialia -lehdessä. Tutkimuksen on rahoittanut
Suomen Akatemia.
Julkaisu: Misinterpretation
of the Shuttleworth equation