Oberflächenenergie. Lexikon Pharmatechnologie - prozesstechnik online

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Oberflächenenergie

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Materialkonstante, die die Energie angibt, die bei Oberflächenvergrößerung aufgewendet werden muss. Spezifische mechanische Arbeit dA pro Flächeneinheit in N/mm, wobei die Arbeit dA zur Bildung der Flächeneinheit ℓdℓ einer neuen Oberfläche gegen den Widerstand σF erforderlich ist:

dA = σF x ℓ x dℓ, mit σF als zu überwindende Oberflächenspannung, die je Längeneinheit einer den Stoff begrenzenden Randkurve als Linienspannung wirkt. ℓdℓ ist das bei der Vergrößerung der Oberfläche von der Randkurve überstrichene Flächenelement. Die mechanische Arbeit pro Flächeneinheit (Oberflächenenergie) hat also die gleiche Dimension wie die Oberflächenspannung als Linienspannung, weshalb Oberflächenenergie und Oberflächenspannung zwar identisch, aber ursachenverschieden sind.

Die Trennarbeit etwa von Partikeln kann also zur Ermittlung der Oberflächenspannung genutzt werden, bzw. kann aus der Oberflächenspannung die Trennarbeit bzw. die Haftkraft des Partikels an der Oberfläche ermittelt werden (siehe Atomic Microscopic Force).

Die Oberflächenenergie ist pharmazeutisch bei dispersen Systemen von Bedeutung. Je kleiner der mittlere Teilchendurchmesser der dispersen Phase ist, desto größer ist die Oberfläche bzw. Grenzfläche zwischen den beiden Phasen und somit auch die Grenzflächenenergie (Oberflächenenergie). Durch Entropieeffekte (Entropie) versucht jedes System seinen Energieinhalt zu reduzieren, in diesem Fall durch Wachstum der mittleren Teilchengröße. Aus diesem Grund müssen derartige Systeme beispielsweise durch Einsatz von Emulgatoren zur Verringerung der Grenzflächenenergie stabilisiert werden.

© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie

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