ความแตกต่างของแรงยึดเกาะระหว่างผงต่างๆ เนื่องมาจากประเภทและความแข็งแรงของแรงระหว่างอนุภาค (แรง van der Waals แรงของเส้นเลือดฝอย แรงไฟฟ้าสถิต ฯลฯ) และปัจจัยที่มีอิทธิพลหลัก ได้แก่ ขนาดอนุภาค ความขรุขระของพื้นผิว ปริมาณความชื้น และคุณสมบัติของวัสดุ ส่งผลให้เกิดแรงยึดเกาะที่สามารถขยายขนาดได้หลายระดับ (ตั้งแต่ 10 ⁻⁶ N ถึง 10 ⁻¹ N) ความแตกต่างนี้สามารถอธิบายในเชิงปริมาณผ่านดัชนีคุณลักษณะการรวมกลุ่ม แรงตึงผิว และแบบจำลองการแก้ไขความหยาบ
อนุภาคเซรามิกมีการใช้งานที่หลากหลายในด้านวัสดุศาสตร์ อิเล็กทรอนิกส์ วิศวกรรมเคมี การแพทย์ และสาขาอื่นๆ แต่เนื่องจากอนุภาคเซรามิกมีพลังงานพื้นผิวสูงและมีลักษณะการรวมตัวง่าย การกระจายตัวจึงเป็นความท้าทายสำคัญในการเตรียมวัสดุเซรามิกประสิทธิภาพสูงมาโดยตลอด บทความนี้จะแนะนำอนุภาคเซรามิกประเภททั่วไป และแนะนำสารช่วยกระจายตัวที่เหมาะสมสำหรับวัสดุเซรามิกต่างๆ เพื่อปรับปรุงความเสถียรในการกระจายตัวและประสิทธิภาพการประมวลผล
อนุภาคหมายถึงหน่วยอิสระและแยกส่วนที่มีขนาดเล็กที่สุดที่เกิดขึ้นจากการเกิดนิวเคลียสและการเจริญเติบโตของสารในระบบปฏิกิริยาเฉพาะ (เช่น การเผาไหม้ การตกตะกอน การสังเคราะห์เฟสก๊าซ ฯลฯ) โดยมีรูปทรงเรขาคณิตปกติหรือผิดปกติ สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นบุคคลพื้นฐานที่สุดที่เป็น "โดยกำเนิด" ในกระบวนการสร้างวัตถุ
หมู่ไฮดรอกซิล (- OH) สามารถแสดงความเป็นกรดหรือความเป็นด่างบนพื้นผิวของออกไซด์ของโลหะในรูปแบบของการรับหรือจ่ายโปรตอน ด้วยการปรับปริมาณและการกระจายของกลุ่มไฮดรอกซิล สามารถควบคุมความเป็นกรดและความเป็นด่างของพื้นผิวได้อย่างแม่นยำ ซึ่งส่งผลต่อวิถีการกระตุ้นและการเลือกสรรของปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยา
บนตำแหน่งโลหะที่ไม่อิ่มตัวของโลหะออกไซด์หรือเซมิคอนดักเตอร์ออกไซด์ (เช่น Ti4+, Fe3+) โมเลกุลของน้ำจะดูดซับในรูปแบบโมเลกุลก่อน ตามด้วยการแยกพันธะ O-H ส่งผลให้เกิดกลุ่มไฮดรอกซิลของสะพานหรือส่วนปลาย (M-OH) และอะตอมไฮโดรเจนที่พื้นผิว แรงผลักดันทางอุณหพลศาสตร์ของกระบวนการนี้มาจากความเป็นกรดของลูอิสที่แข็งแกร่งของไอออนโลหะ ทำให้โมเลกุลของน้ำแยกตัวได้ง่าย ทั้งการทดลองและการคำนวณ DFT ระบุว่าพื้นผิวที่มีออกซิเจนต่ำมีแนวโน้มที่จะแยกตัวและดูดซับ ในขณะที่พื้นผิวที่มีออกซิเจนสูงมักจะดูดซับโมเลกุล
วิศวกรรมพื้นผิวไฮดรอกซิลหมายถึงการควบคุมที่เป็นเป้าหมายของจำนวน การกระจาย และกิจกรรมทางเคมีของกลุ่มไฮดรอกซิล (- OH) บนพื้นผิวของวัสดุด้วยวิธีทางกายภาพ เคมี หรือพลาสโมนิก เพื่อให้สามารถปรับคุณสมบัติพื้นผิวได้อย่างแม่นยำ หมู่ไฮดรอกซิลเป็นกลุ่มฟังก์ชันเชิงขั้วที่พบบ่อยที่สุดที่สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจน พันธะโคออร์ดิเนชัน หรือพันธะโควาเลนต์กับน้ำ ไอออนของโลหะ โซ่โพลีเมอร์ หรือชีวโมเลกุล ซึ่งเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญต่อความชอบน้ำ พลังงานพื้นผิว การดูดซับ/กิจกรรมการเร่งปฏิกิริยา และความเข้ากันได้ทางชีวภาพของวัสดุ
