La scienza delle superfici studia i fenomeni fisici e chimici che avvengono all'interfaccia tra due fasi differenti come l'interfaccia solido-liquido, solido-gas, solido-vuoto e liquido-gas. Include i campi della fisica delle superfici e della chimica delle superfici.
Fisica delle superfici
La fisica delle superfici può essere definita come lo studio delle perturbazioni che avvengono all'interfaccia. Si sovrappone con la chimica delle superfici. I principali fenomeni studiati sono: la ricostruzione superficiale, i fononi e i plasmoni di superficie, la epitassia, la dispersione Raman amplificata dalla superficie, la reazione a tecniche a spruzzo, emissione e tunneling di elettroni, microscopie e spettroscopie di superficie, spintronica e nanostrutture autoassemblanti superficiali (punti e cavi quantici, ecc.).
Chimica delle superfici
La chimica delle superfici (o chimica delle interfasi) può essere definita come lo studio delle reazioni chimiche all'interfaccia. È intimamente legata alla funzionalizzazione superficiale, che mira a modificare la composizione chimica di una superficie incorporando elementi particolari o gruppi funzionali che possono produrre vari effetti desiderati o migliorare alcune proprietà della superficie (o dell'interfaccia).
Uno dei fondatori di tale disciplina fu Irving Langmuir e la rivista scientifica Langmuir, sulla scienza delle superfici, porta il suo nome. L'equazione dell'adsorbimento di Langmuir è usata per descrivere l'adsorbimento di un monostrato di particelle (ioni, molecole); la teoria del monostrato di Langmuir si basa sull'ipotesi che tutti i siti di assorbimento abbiano la stessa affinità (nei riguardi delle specie adsorbite), indipendentemente dal fatto che i siti vicini siano già stati occupati o meno.
La chimica delle superfici inoltre si sovrappone con l'elettrochimica ed è di particolare importanza nel campo della catalisi eterogenea.
L'adesione di una molecola di gas o di un liquido è detta assorbimento, che è dovuta sia al chemisorbimento che al fisisorbimento. Il comportamento di una interfaccia di una soluzione è condizionato dalle cariche, dipoli ed energie superficiali e la loro distribuzione nel campo elettrico.
Tecniche di analisi
Lo studio e l'analisi delle superfici coinvolge tecniche d'indagine fisiche e chimiche; tra le più avanzate, menzioniamo le tecniche di microscopia a scansione di sonda (SPM): microscopio a scansione per effetto tunnel (STM), microscopio a forza atomica (AFM), ecc.
Ingegneria delle superfici
Alcune applicazioni sono classificate come ingegneria della superficie.
Bibliografia
- (EN) Martin Prutton, Introduction to Surface Physics, Oxford University Press (1994). ISBN 0-19-853476-0.
Voci correlate
Altri progetti
Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su scienza delle superfici
Collegamenti esterni
- Gianfranco Chiarotti, Fisica delle superfici, Alessandro Cimino, Chimica delle superfici, Enciclopedia del Novecento, dal sito dell'Enciclopedia Italiana
- (IT, EN) AA.VV., Superfici e sistemi dispersi: superfici, sistemi colloidali, fenomeni elettrocinetici, Enciclopedia degli idrocarburi, dal sito dell'Enciclopedia Italiana
- Fun Science Gallery - Fenomeni di superficie e colloidi, su funsci.com. URL consultato il 19 ottobre 2010 (archiviato dall'url originale il 21 ottobre 2010).
- (EN) Langmuir, un giornale della American Chemical Society
- (EN) Istituto di Scienze delle Superfici, su yki.se.
- (EN) Ram Rao Materials and Surface Science, un filmato della Vega Science Trust
- Institute of Surface Chemistry and Catalysis Ulm University, su uni-ulm.de.
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
