الالتصاق التشتتي

تنشأ قوى تشتت لندن من ثنائيات الأقطاب اللحظية بين جزيئين غير قطبيين متقاربين. تسمح الطبيعة العشوائية لمدار الإلكترون بوجود لحظات يكون فيها توزيع الشحنة في الجزيء غير متساوٍ، مما يُتيح تجاذبًا كهروستاتيكيًا مع جزيء آخر ذي ثنائي قطب مؤقت . يسمح الجزيء الأكبر حجمًا بوجود ثنائي قطب أكبر، وبالتالي ستكون قوى التشتت أقوى.

تنشأ قوى كيسوم، المعروفة أيضاً بتفاعلات ثنائي القطب ، من جزيئين يمتلكان ثنائيات أقطاب دائمة نتيجة لاختلافات الكهرسلبية بين ذرات الجزيء. ويتسبب ثنائي القطب هذا في تجاذب كولومبي بين الجزيئين.

يمكن أن تلعب قوى ديباي، أو تفاعلات ثنائي القطب المستحث، دورًا في الالتصاق التشتتي. تنشأ هذه القوى عندما يستقطب جزيء غير قطبي مؤقتًا نتيجة تفاعله مع جزيء قطبي مجاور. ينجذب ثنائي القطب المستحث في الجزيء غير القطبي إلى ثنائي القطب الدائم، مما يُنتج قوة تجاذب ديباي.

تُصنّف الروابط الهيدروجينية أحيانًا ضمن الآلية الكيميائية للالتصاق، إذ يمكنها زيادة قوة الالتصاق عبر آلية التشتت. ^{[ 3 ]} تحدث الروابط الهيدروجينية بين جزيئات ترتبط فيها ذرة هيدروجين بذرة صغيرة سالبة الشحنة الكهربائية، مثل الفلور أو الأكسجين أو النيتروجين . هذه الرابطة قطبية بطبيعتها، حيث تكتسب ذرة الهيدروجين شحنة موجبة طفيفة، بينما تصبح الذرة الأخرى سالبة الشحنة الكهربائية. وقد ينجذب جزيئان، أو حتى مجموعتان وظيفيتان على جزيء واحد كبير، إلى بعضهما البعض عبر قوى كيسوم.

يلعب التركيب الكيميائي للمواد الداخلة في نظام لاصق معين دورًا كبيرًا في قوة التصاق النظام ككل، لأن هذا التركيب يحدد نوع وقوة التفاعلات بين الجزيئات. وبشكل عام، تتمتع الجزيئات الأكبر حجمًا، التي تتعرض لقوى تشتت أعلى، بقوة التصاق أكبر من الجزيئات الأصغر ذات التركيب الكيميائي الأساسي نفسه. وبالمثل، تتمتع الجزيئات القطبية بقوى كيسوم وديباي التي لا تتعرض لها الجزيئات غير القطبية ذات الحجم المماثل. أما المركبات القادرة على تكوين روابط هيدروجينية عبر سطح التصاق المادة اللاصقة، فتتمتع بقوة التصاق أكبر.

يُعدّ التبلل مقياسًا للتوافق الديناميكي الحراري بين سطحين. فإذا كان السطحان متوافقين جيدًا، فإنهما سيرغبان في التفاعل مع بعضهما، مما يقلل من طاقة السطح لكلا الطورين، وبالتالي سيتقاربان بشدة. ^{[ 4 ]} ولأن قوى التجاذب بين الجزيئات ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالمسافة، فكلما تقاربت الجزيئات المتفاعلة، زادت قوة التجاذب. لذا، فإن مادتين تتبللان جيدًا وتتمتعان بمساحة سطحية كبيرة متلامسة ستتمتعان بقوى تجاذب بين الجزيئات أقوى وقوة تماسك أكبر نتيجة لآلية التشتت.

يمكن أن تؤثر خشونة السطح أيضًا على قوة الالتصاق. فالأسطح ذات الخشونة التي تتراوح بين 1 و2 ميكرومتر تُحقق ترطيبًا أفضل نظرًا لكبر مساحة سطحها. وبالتالي، تنشأ تفاعلات بين الجزيئات على مسافات أقرب، مما يُؤدي إلى قوى تجاذب أكبر وقوة التصاق أعلى. أما عندما تزداد الخشونة إلى حوالي 10 ميكرومتر، فإن الطلاء يفقد قدرته على الترطيب الفعال، مما يُقلل مساحة التلامس ويُضعف قوة الالتصاق. ^{[ 5 ]}

تعتمد قوة الالتصاق أيضًا على حجم وشكل منطقة التلامس. فعند سحب مثقب صلب ذي سطح مستوٍ ذي شكل غير منتظم بحذر من نظيره المرن، لا يحدث الانفصال بشكل فوري. بل تبدأ جبهات الانفصال من الزوايا المدببة وتتجه نحو الداخل حتى الوصول إلى الشكل النهائي. ^{[ 6 ]} ويبدو أن العامل الرئيسي المحدد لقوة الالتصاق في مناطق التلامس المستوية هو أقصى حجم خطي لمنطقة التلامس. ويمكن ملاحظة عملية الانفصال تجريبيًا في الغشاء. ^{[ 7 ]}