Razlika u kohezijskoj sili između različitih praškova posljedica je vrste i jačine međučestičnih sila (van der Waalsove sile, kapilarne sile, elektrostatske sile itd.), a njezini ključni čimbenici utjecaja uključuju veličinu čestica, površinsku hrapavost, sadržaj vlage i svojstva materijala, što rezultira kohezijskom silom koja može obuhvaćati više redova veličine (od 10 ⁻⁶ N do 10 ⁻¹ N). Ta se razlika može kvantitativno opisati pomoću indeksa značajki agregacije, površinske napetosti i modela korekcije hrapavosti.
Keramičke čestice imaju širok raspon primjena u znanosti o materijalima, elektronici, kemijskom inženjerstvu, medicini i drugim poljima, ali zbog njihove visoke površinske energije i karakteristika lakog agregiranja, disperzija je uvijek bila ključni izazov u pripremi keramičkih materijala visokih performansi. Ovaj će članak predstaviti uobičajene tipove keramičkih čestica i preporučiti prikladne disperzante za različite keramičke materijale kako bi se poboljšala stabilnost disperzije i učinkovitost obrade.
Čestica se odnosi na najmanju neovisnu i diskretnu jedinicu koja nastaje nukleacijom i rastom tvari u specifičnom reakcijskom sustavu (kao što je izgaranje, taloženje, sinteza u plinovitoj fazi itd.), s pravilnim ili nepravilnim geometrijskim oblicima. Može se shvatiti kao najtemeljnija individua koja je "urođena" u procesu materijalnog oblikovanja.
Hidroksilne skupine (- OH) mogu pokazivati kiselost ili lužnatost na površini metalnih oksida u obliku primanja ili opskrbe protona. Podešavanjem količine i raspodjele hidroksilnih skupina može se postići precizna kontrola površinske kiselosti i lužnatosti, čime se utječe na aktivacijski put i selektivnost katalitičkih reakcija.
Na nezasićenim metalnim mjestima metalnih oksida ili poluvodičkih oksida (kao što su Ti4+, Fe3+), molekule vode prvo se adsorbiraju u molekularnom obliku, nakon čega slijedi cijepanje O-H veze, što rezultira premosnim ili terminalnim hidroksilnim skupinama (M-OH) i površinskim atomima vodika. Termodinamička pokretačka snaga ovog procesa dolazi od jake Lewisove kiselosti metalnih iona, zbog čega se molekule vode lako odvajaju. I eksperimenti i DFT izračuni pokazuju da površine prekrivene niskim sadržajem kisika imaju tendenciju disociranja i adsorpcije, dok površine prekrivene visokim sadržajem kisika imaju tendenciju adsorpcije molekula.
Površinski hidroksilni inženjering odnosi se na ciljanu regulaciju broja, distribucije i kemijske aktivnosti hidroksilnih (- OH) skupina na površini materijala putem fizičkih, kemijskih ili plazmoničkih sredstava, kako bi se postigla precizna prilagodba svojstava površine. Hidroksilne skupine su najčešće polarne funkcionalne skupine koje mogu tvoriti vodikove veze, koordinacijske veze ili kovalentne veze s vodom, metalnim ionima, polimernim lancima ili biomolekulama, značajno mijenjajući hidrofilnost, površinsku energiju, adsorpcijsku/katalitičku aktivnost i biokompatibilnost materijala.
