Perbedaan gaya kohesif antara serbuk yang berbeda disebabkan oleh jenis dan kekuatan gaya antarpartikel (gaya van der Waals, gaya kapiler, gaya elektrostatik, dll.), dan faktor-faktor yang mempengaruhi intinya meliputi ukuran partikel, kekasaran permukaan, kadar air, dan sifat material, sehingga menghasilkan gaya kohesif yang dapat menjangkau beberapa kali lipat (dari 10 ⁻⁶ N hingga 10 ⁻¹ N). Perbedaan tersebut dapat dijelaskan secara kuantitatif melalui indeks fitur agregasi, tegangan permukaan, dan model koreksi kekasaran.
Partikel keramik memiliki beragam aplikasi dalam ilmu material, elektronik, teknik kimia, medis, dan bidang lainnya, namun karena energi permukaannya yang tinggi dan karakteristik agregasinya yang mudah, dispersi selalu menjadi tantangan utama dalam menyiapkan bahan keramik berkinerja tinggi. Artikel ini akan memperkenalkan jenis partikel keramik yang umum dan merekomendasikan dispersan yang sesuai untuk berbagai bahan keramik guna meningkatkan stabilitas dispersi dan kinerja pemrosesan.
Partikel mengacu pada unit terkecil dan terpisah yang dibentuk oleh nukleasi dan pertumbuhan zat dalam sistem reaksi tertentu (seperti pembakaran, pengendapan, sintesis fase gas, dll.), dengan bentuk geometris beraturan atau tidak beraturan. Ia dapat dipahami sebagai individu paling mendasar yang “bawaan” dalam proses pembentukan materi.
Gugus hidroksil (- OH) dapat menunjukkan sifat asam atau basa pada permukaan oksida logam dalam bentuk penerimaan atau suplai proton. Dengan menyesuaikan kuantitas dan distribusi gugus hidroksil, kontrol keasaman dan alkalinitas permukaan yang tepat dapat dicapai, sehingga mempengaruhi jalur aktivasi dan selektivitas reaksi katalitik.
Pada situs logam tak jenuh oksida logam atau oksida semikonduktor (seperti Ti4+, Fe3+), molekul air pertama-tama teradsorpsi dalam bentuk molekul, diikuti oleh pemutusan ikatan O-H, menghasilkan gugus hidroksil jembatan atau terminal (M-OH) dan atom hidrogen permukaan. Kekuatan pendorong termodinamika proses ini berasal dari keasaman ion logam Lewis yang kuat, membuat molekul air mudah terdisosiasi. Eksperimen dan perhitungan DFT menunjukkan bahwa permukaan yang ditutupi dengan oksigen rendah cenderung terdisosiasi dan teradsorpsi, sedangkan permukaan yang ditutupi dengan oksigen tinggi cenderung menyerap molekul.
Rekayasa hidroksil permukaan mengacu pada pengaturan jumlah, distribusi, dan aktivitas kimia gugus hidroksil (- OH) yang ditargetkan pada permukaan bahan melalui cara fisik, kimia, atau plasmonik, untuk mencapai penyesuaian sifat permukaan yang tepat. Gugus hidroksil adalah gugus fungsi polar paling umum yang dapat membentuk ikatan hidrogen, ikatan koordinasi, atau ikatan kovalen dengan air, ion logam, rantai polimer, atau biomolekul, sehingga secara signifikan mengubah hidrofilisitas, energi permukaan, aktivitas adsorpsi/katalitik, dan biokompatibilitas bahan.
