Influence of dissolved gas on the interaction forces between hydrophobic surfaces in water - atomic force microscopy studies.

• Autorzy: Nalaskowski J. , Hupka J. , Miller J. D

Warianty tytułu

PL

Wpływ rozpuszczonych w wodzie gazów na siły oddziaływań między hydrofobowymi powierzchniami.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The interaction forces between hydrophobic surfaces, the so-called hydrophobic surface forces, are important in many areas of particle separation technology, especially, flotation, where the interaction between hydrophobic air bubbles and hydrophobic particle surfaces determine the efficiency of the separation process. Despite many experimantal studies during the last 10 yr and some theoretical analyses, there is no theory which can completely explain all experimantal observations and describe the origin of these forces. One of the most successful theories to describe these hydrophobic interactions is the cavitation theory. According to this theory, long-range attraction is caused by formation of vapor/gas cavities between interacting surfaces. In the present study, the AFM colloidal probe technique was used for direct measurement of hydrophobic forces between a hydrophobic polyethylene sphere and two different hydrophobic surfaces (polyethylene and silica surfaces). The effect of different gases dissolved in water was studied. Generally, long-range attractive forces between these hydrophobic surfaces and the hydrophobic PE sphere were observed. The range and magnitude of these forces were affected by the amount of gas dissolved in the system. Importantly, discontinuities in the force curves were observed which might be attributed to the formation of vapor/gas cavities between the two surfaces. These results support the cavitation theory for the origin of hydrophobic forces.

PL

Siły oddziaływań między hydrofobowymi powierzchniami, nazywane hydrofobowymi siłami powierzchniowymi, są istotne w wielu procesach separacji, szczególnie w flotacji gdzie oddziaływania hydrofobowe między hydrofobowym pęcherzykiem powietrza a hydrofobową powierzchnią ziarna mineralnego determinuje efektywność tego procesu. Mino wielu prac eksperymentalnych i teoretycznych, które zostały wykonane w ostatniej dekadzie, brak jest teorii, która w sposób całościowy wyjaśnia pochodzenie tyzh sił oddziaływania. Jedna z teorii, która opisuje oddziaływania hydrofobowe jest teoria kawitacji. Zgodnie z tą teorią przyciąganie na dużej odległości jest spowodowane powstaniem gazowych kawern (cavites) między oddziaływującymi powierzchniami. Przedstawione w pracy badania zostały wykonane przy zastosowaniu techniki AFM (mikroskopu do pomiaru sił atomowych). Tę technikę użyto dla bezpośredniego pomiaru wielkości sił hydrofobowych między hydrofobową kulką polietylenu i dwoma powierzchniamo ciał stałych o różnym stopniu hydrofobowości ((polietylen i silanowa krzemionka). Wpływ różnych gazów rozpuszczonych w wodzie na wielkość siłoddziaływania został przebadany. Hydrofobowe siły długiego zasięgu były obserwowane dla wszystkich badanych przypadków. Zakres i wielkośc tych sił był zależny od ilości rozpuszczonego gazu w wodzie. Krzywe obrazujące zmianę siły oddziaływania jako funkcję odległości, wskazują na tworzenie się gazowych kawern między dwoma powierzchniami. Otrzymane wyniki wspierają kawitacyjną teorię powstawania sił hydrofobowych.

Słowa kluczowe

EN

hydrophobic surface force; atomic force microscopy (AFM); dissolved gas

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Fizykochemiczne Problemy Mineralurgii
• Rocznik: 1999
• Tom: Vol. 33
• Strony: 129--141
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37.

Twórcy

autor

Nalaskowski J.

autor

Hupka J.

autor

Miller J. D

• Department of Metallurgical Engineering, University of Utah, Salt Lake City, UT 84112, USA