Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
» ハマーカー理論(物理学)

ハマーカー理論(物理学)

1937
  • H. C. Hamaker
Laboratory experiment demonstrating Hamaker Theory in physical chemistry of surfaces.

(画像はイメージです)

微視的な領域を拡張する理論 ファンデルワールス 個々の原子間の力を巨視的なスケールまで拡張し、バルク物体(例えば、2つの球、球と板)間の総相互作用力を計算します。相互作用する物体の体積にわたって微視的な [latex]r^{-6}[/latex] ポテンシャルを積分することで、ペアワイズ加算性を仮定します。結果は、ハマーカー定数 [latex]A[/latex] によって定量化されます。

ロンドンの理論は2つの原子間のファンデルワールス力を記述したものであったが、ハマカーの理論は巨視的な物体間の力を計算する実用的な方法を提供した。この理論の核心的な仮定は、対ごとの加算性である。つまり、2つの大きな物体間の相互作用エネルギーの総和(または積分)は、個々の原子間の相互作用の総和(または積分)に等しい。例えば、球と平面間の力を求めるには、球内の1つの原子と平面内のすべての原子との間のレナード・ジョーンズポテンシャルを積分し、その結果を球内のすべての原子について積分すればよい。

この統合により、相互作用ポテンシャルは、微視的な [latex]r^{-6}[/latex] ポテンシャルよりも距離とともにずっとゆっくりと減衰します。たとえば、2 枚の平板間の相互作用エネルギーは [latex]d^{-2}[/latex] に比例し、球と平板間の相互作用エネルギーは [latex]d^{-1}[/latex] に比例します。ここで、[latex]d[/latex] は分離距離です。この巨視的な相互作用の強さは、ハマーカー定数 [latex]A[/latex] に集約され、これは材料の原子密度と微視的な相互作用定数 ([latex]C_6[/latex]) に依存します。ペアワイズ加算性の仮定は近似ですが (多体効果と介在媒体の影響を無視しています)、ハマーカー理論は、接着、コロイド安定性、表面力を理解するための非常に貴重で直感的な枠組みを提供します。

UNESCO Nomenclature: 2209
物理化学

タイプ

理論的枠組み

混乱

実質的な

使用法

広く普及している

前駆物質

  • London Dispersion Force theory providing the microscopic potential
  • 連続体上の力を合計するための積分法
  • コロイドの安定性を説明するためにハマカーの研究を取り入れたDLVO理論
  • 接着とコロイド挙動に関する初期の実験的観察

アプリケーション

  • コロイド科学、DLVO理論の一部として懸濁液の安定性を予測する
  • 原子間力顕微鏡(AFM)を用いて探針と表面の相互作用をモデル化する
  • design of microelectromechanical systems (MEMS) to understand and prevent stiction (unwanted adhesion)
  • thin film physics, wetting phenomena, and surface energy calculations

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

ボットによるトラフィック(現在1日あたり4万件以上)を排除するため、このコンテンツはコミュニティメンバー限定となっています。
> ログイン < または > 登録 < (100%無料)でこれにアクセスできます。他のすべての制限付きコンテンツとツールも同様です。

関連キーワード:ハマカー定数、巨視的ファンデルワールス力、コロイド、表面科学、接着、スティクション、原子間力顕微鏡、DLVO理論、薄膜、リフシッツ理論。

歴史的背景

ハマーカー理論(物理学)

1931
1932
1933
1937
1940
1947
1950
1930
1931
1932
1936-01-01
1938
1940
1950
1950

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

関連する発明、革新、および技術原理

フルサイズの画像とダウンロードは、登録会員のみが100%無料で利用できます。