インターフェース（物質）

物理科学において、界面とは、異なる物質、あるいは異なる物理的状態にある物質が占める二つの空間領域間の境界である。物質と空気、あるいは物質と真空との界面は表面と呼ばれ、表面科学で研究される。熱平衡状態において、接触している領域は相と呼ばれ、界面は相界面と呼ばれる。平衡状態から外れた界面の例として、多結晶物質の粒界が挙げられる。

意義

界面の重要性は系の種類によって異なります。面積/体積比が大きいほど、界面の影響は大きくなります。したがって、コロイドのように界面面積/体積比が大きい系では、界面は非常に重要です。

形

界面は平面の場合もあれば曲面の場合もあります。例えば、サラダドレッシングの油滴は球形ですが、コップに入った水の中の水と空気の界面はほぼ平面です。

表面張力

表面張力は、液体が関与する界面プロセスを支配する物理的特性です。平坦な表面上の液膜では、気液界面は界面積と系の自由エネルギーを最小化するために平坦に保たれます。粗い表面上の液膜では、表面張力によってメニスカスが平坦に保たれる一方で、分離圧力によって液膜は基板に沿うように配置されます。平衡メニスカス形状は、毛細管圧力と分離圧力の競合の結果です。^{[ 1 ]}

影響と事例

界面は屈折など様々な光学現象を引き起こす可能性があります。光学レンズは、ガラスと空気の界面の実用的応用例です。

1 つの局所的インターフェースシステムは、エアロゾルとその他の大気分子との間の気液インターフェースです。

参照

参考文献

^ Hu, Han; Weinberger, Christopher R.; Sun, Ying (2014-11-17). 「ナノ構造が超薄液膜のメニスカス形状と分離圧力に及ぼす影響」. Nano Letters . 14 (12). American Chemical Society (ACS): 7131– 7137. Bibcode : 2014NanoL..14.7131H . doi : 10.1021/nl5037066 . ISSN 1530-6984 . PMID 25394305 .

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[1] Hu, Han; Weinberger, Christopher R.; Sun, Ying (2014-11-17). 「ナノ構造が超薄液膜のメニスカス形状と分離圧力に及ぼす影響」. Nano Letters . 14 (12). American Chemical Society (ACS): 7131– 7137. Bibcode : 2014NanoL..14.7131H . doi : 10.1021/nl5037066 . ISSN 1530-6984 . PMID 25394305 .

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