Yüzey gerilimi, kabaca, iki farklı maddenin (bunlar katı, sıvı veya gaz fazında bulunabilir) veya fazları farklı olan aynı iki maddenin birbirlerine temas etmesi sonucu oluşan yüzey alanını birim miktarda arttırmak için gereken serbest enerjidir (serbest enerji termodinamik bir tanım olduğu için bu noktaya değinmeyeceğiz).
Boyutu [Enerji/Alan] ya da sadeleştirilse [Kuvvet/Uzunluk] olarak ifade edilir. Birimi ise Uluslararası Standartlara göre (SI) Joule/metrekare ya da Newton/metredir.Yüzey gerilimi ile ilgili detaylı konulara girmeyeceğiz. Ancak, nicelik olarak yüzey gerilimi neye tekabül eder onu anlatacağız.
Yüzey geriliminin büyüklüğü maddenin etkileşim içinde bulunduğu maddeye yapışıp yapışmayacağı konusunda bilgi verebilir. Eğer ki birbiriyle temas olan maddelerin yüzey gerilimleri çok fazlaysa, bu o iki maddenin birbirinden uzaklaşacağını gösterir.
Tam tersi bir durumda, bir malzeme diğerine yapışıp onun üzerini kaplayabilmektedir. Mesela, cam bir malzemeyi su ile hemen ıslatabilirsiniz, çünkü cam (büyük oranda silicon elementi içerir) ile su arasındaki yüzey gerilimi düşüktür. Ancak, teflon (polimer bazlı bir materyal) ile su arasındaki yüzey gerilimi çok fazladır, dolayısıyla su teflonu ıslatmaz.
Günümüzde kullandığımız yağmurlukların teflon ya da teflon benzeri polimer malzeme ile yapılmış olmasının sebebi budur. Bir malzemenin yüzey geriliminin fazla olması ya da olmaması, çoğunlukla, birbiriyle etkileşim içinde olan maddelerin kimyasal yapısı ile alakalıdır. Eğer maddelerden biri polar diğeri apolarsa bunların yüzey gerilimleri oldukça fazla olacak, dolayısıyla birbiriyle etkileşime geçmeyecektir. Eğer maddelerden ikisi de polar ya da ikisi de apolarsa birbirine benzer maddeler olduğu için biri diğerini kaplaması mümkündür.
Polar kısmı ise suyla (su da polardır) etkileşime girer, Dolayısıyla yağ bazlı kir, surfactantla kaplanarak, kirin suyla olan gerilimi azaltılır – çünkü bu yapının en dışında, suyla etkileşime giren kısım, surfactant’ın polar parçasıdır- ve kirin, elinizden ya da elbisenizden çıkıp suya karışmasını sağlar.
Saygılarımla,
Yazar Can Simit