Jak wykorzystać kąty zwilżania w charakterystyce powierzchni: Postępujący kąt zwilżania

 W poprzednich wpisach na temat różnych kątów zwilżania omówiliśmy już statyczne i skorygowane pod względem chropowatości kąty zwilżania. Oba są często używane do obliczania swobodnej energii powierzchni ciała stałego. Jednak podczas gdy skorygowany pod względem chropowatości kąt zwilżania można uznać za nieco bliższy wartościom równowagi, statyczny kąt zwilżania nie może być zazwyczaj uważany za najbardziej stabilny kąt zwilżania na danej powierzchni. Z tego powodu pojawiło się wiele krytyki wobec pomiarów statycznego kąta zwilżania, a zamiast tego zdecydowanie zaleca się pomiar zarówno postępującego, jak i cofającego się kąta zwilżania. W tym wpisie  omawiamy pomiar i wykorzystanie postępującego kąta zwilżania, podczas gdy cofający się kąt zwilżania jest tematem następnego wpisu na blogu.

Czym jest postępujący kąt zwilżania?

Postępujący kąt zwilżania to najwyższy możliwy kąt zwilżania mierzony na wcześniej niezwilżonej powierzchni ciała stałego.

Postępujące kąty zwilżania są mierzone, gdy czoło cieczy przesuwa się nad mierzoną powierzchnią. Można to zrobić na różne sposoby za pomocą tensjometru optycznego, np. przechylając próbkę lub zwiększając objętość kropli, jednocześnie rejestrując wartości kąta zwilżania. Kąty zwilżania postępowego są również mierzone za pomocą tensjometrów siłowych metodą płytki Wilhelmy'ego, zanurzając próbkę w cieczy i mierząc siłę za pomocą niezwykle czułej wagi. Metoda Washburna, która jest stosowana głównie do proszków, również mierzy kąt zwilżania postępowego.

Kąt zwilżania postępowego przewiduje niepolarną naturę ciała stałego

Na chemicznie heterogenicznej powierzchni kąt zwilżania postępowego jest bardziej wrażliwy na składniki o niskiej energii, tj. niepolarne części powierzchni. Jeśli kąt zwilżania postępowego wody jest mierzony na powierzchni głównie hydrofobowej, hydrofilowe inkluzje z powierzchni nie wpłyną na wartość kąta zwilżania postępowego, dopóki nie pokryją znacznej części hydrofobowej powierzchni. Na powierzchni hydrofilowej kąt zwilżania postępowego wody szybko wzrasta do wysokiej wartości, nawet jeśli powierzchnia jest tylko nieznacznie pokryta inkluzjami hydrofobowymi. Wartość ta nie ulega również znacznemu pogorszeniu nawet przy wzrastającej frakcji składników hydrofobowych.

Postępujący kąt zwilżania napędza podnoszenie kapilarne i inne zjawiska

Pomiar postępu jest często zalecany, ponieważ zapewnia bardziej powtarzalne kąty zwilżania w porównaniu do wartości statycznych (i ustępujących). Postępujący kąt zwilżania jest zazwyczaj bliższy wartości równowagi niż ustępujący, ale nadal nie można go używać jako wartości równoważnej. Istnieją jednak sytuacje, w których postępujący kąt zwilżania opisuje problem lepiej niż inne kąty zwilżania. Na przykład podnoszenie kapilarne jest napędzane przez postępujący kąt zwilżania. Podnoszenie kapilarne jest ważnym zjawiskiem w mikroprzepływach i odgrywa również rolę w zwilżalności proszków. Postępujący kąt zwilżania jest również ważniejszy w zastosowaniach, w których istotne są zjawiska rozprzestrzeniania, takie jak drukowanie atramentowe, powlekanie natryskowe i osadzanie pestycydów.

na podstawie tekstu Susanny Laurén

Jak wykorzystać kąty zwilżania w charakterystyce powierzchni: Statyczne kąty zwilżania

 Pomiar kąta zwilżania jest najbardziej użyteczną metodą charakteryzowania zwilżalności powierzchni ciała stałego. Zapewnia najbardziej wrażliwe na powierzchnię, ilościowe, tanie i łatwe do przeprowadzenia pomiary. Z tych powodów pomiary kąta zwilżania są szeroko stosowane w wielu obszarach przemysłowych. Pozorna prostota pomiaru jest jednak czasami myląca i należy zachować ostrożność podczas przeprowadzania pomiarów kąta zwilżania, aby móc wyciągnąć prawidłowe wnioski.

Jednym z oczywistych problemów jest to, że nie istnieje tylko jeden unikalny kąt zwilżania dla każdej powierzchni. Zamiast tego można mierzyć statyczne kąty zwilżania, dynamiczne kąty zwilżania oraz kąty zwilżania skorygowane o chropowatość. Każdy z nich może wykazywać różne wartości na tej samej powierzchni i czasami może być mylące, który z nich zmierzyć. Z drugiej strony, podczas gdy jeden z kątów zwilżania może nie korelować z omawianym problemem, drugi może być bardziej odpowiedni do jego rozwiązania.

Czym jest statyczny kąt zwilżania? Statyczny kąt zwilżania to miara kąta, pod którym kropla cieczy styka się z powierzchnią stałą. 

Jest to miara zwilżalności powierzchni i można go łatwo określić za pomocą tensjometru optycznego. Podczas pomiaru statycznego kąta zwilżania kroplę cieczy umieszcza się na powierzchni stałej, zwykle za pomocą ręcznej lub automatycznej strzykawki. Kropla przybierze kształt na ciele stałym, który jest określany przez interakcje między ciałem stałym, cieczą i otaczającą fazą, najczęściej powietrzem. Interakcję tę wyraził Young ponad 200 lat temu i stanowi ona podstawę teorii kąta zwilżania i swobodnej energii powierzchni, które są nadal stosowane.

Statyczny kąt zwilżania może oszacować hydrofilowość/fobowość powierzchni

Statyczny kąt zwilżania jest często używany do określania hydrofilowości/fobowości powierzchni. Jeśli pomiar kąta zwilżania jest wykonywany z wodą, powierzchnia jest określana jako hydrofilowa, gdy kąt zwilżania jest mniejszy niż 90 stopni i hydrofobowa, gdy jest większy.

Istnieje kilka zastosowań zarówno dla powierzchni hydrofilowych, jak i hydrofobowych, a statyczny kąt styku może być przydatny, gdy materiał jest wybierany do takiego zastosowania.

Statyczny kąt zwilżania może być przydatny w kontroli jakości, np. w ocenie wpływu obróbki powierzchni na kąt zwilżania. Na przykład, jeśli wiadomo, że udana obróbka plazmowa obniża kąt zwilżania z ponad 90 stopni poniżej 30, kąt zwilżania zapewnia łatwą metodę sprawdzenia tego.

Statyczne kąty zwilżania są używane do obliczania swobodnych energii powierzchniowych

Jednym z najczęstszych zastosowań statycznego kąta zwilżania jest obliczanie swobodnej energii powierzchniowej. Swobodna energia powierzchniowa jest właściwością powierzchni ciała stałego. Swobodna energia powierzchniowa jest mierzona, ponieważ jednym z warunków wstępnych zwilżalności jest to, że swobodna energia powierzchniowa ciała stałego jest wyższa niż napięcie powierzchniowe formulacji powłoki. Dlatego często oblicza się swobodną energię powierzchniową, a jej wartość porównuje się z napięciem powierzchniowym różnych składu powłoki, aby określić najlepszy kandydat na formulację.

Problemy związane ze statycznym kątem zwilżania

Chociaż pomiar statycznego kąta zwilżania wydaje się prosty, wiąże się z nim kilka problemów. Główny problem można najłatwiej wyjaśnić za pomocą szkicu swobodnej energii Gibbsa dla idealnej i rzeczywistej powierzchni. Gdyby powierzchnia była idealna, istniałoby tylko jedno minimum energii, przy którym znajdowałaby się kropla. Zmierzony kąt zwilżania byłby wówczas równoważny temu minimum energii i można by go nazwać równowagowym kątem zwilżania. Na rzeczywistych powierzchniach istnieje jednak kilka lokalnych minimów z barierami energetycznymi pomiędzy nimi. Oznacza to, że na rzeczywistych powierzchniach kropla może przybrać dowolny kształt pomiędzy nimi i niekoniecznie jest równoważna globalnemu minimum energii. Można zatem zmierzyć kilka wartości kąta zwilżania na tej samej powierzchni. 

na podstawie tekstu Susanny Laurén

Rola pomiarów kąta zwilżania w rozwoju produktów kosmetycznych

W dziedzinie nauk kosmetycznych zrozumienie interakcji produktów ze skórą jest kluczowe dla opracowywania składu, który nie tylko działają dobrze, ale także zapewniają przyjemne wrażenia użytkownika. Jedną z kluczowych technik stosowanych do badania tych interakcji jest pomiar kąta zwilżania. Ta metoda dostarcza informacji na temat właściwości zwilżalności i przyczepności składników kosmetycznych i formulacji, które są niezbędne do przewidywania ich zachowania na skórze. Ten wpis na blogu zagłębia się w sposób, w jaki pomiary kąta zwilżania są wykorzystywane w rozwoju produktów kosmetycznych, opierając się na wynikach dwóch badań.

Zrozumienie pomiarów kąta zwilżania

Pomiar kąta zwilżania to technika stosowana do określania zwilżalności powierzchni przez ciecz. Polega ona na umieszczeniu kropli cieczy na stałej powierzchni i zmierzeniu kąta utworzonego między powierzchnią cieczy, a ciałem stałym. Ten kąt, znany jako kąt zwilżania, wskazuje stopień zwilżenia:

• Mały kąt zwilżania (<90°) sugeruje wysoką zwilżalność, co oznacza, że ​​ciecz łatwo rozprzestrzenia się po powierzchni.

• Duży kąt zwilżania (≥90°) wskazuje na niską zwilżalność, w której ciecz tworzy zwartą kroplę i nie rozprzestrzenia się zbytnio.

Praktyczne implikacje dla rozwoju produktu

Optymalizacja formulacji:

Dzięki zrozumieniu zwilżalności różnych składników, można optymalizować skład produktów kosmetycznych w celu zwiększenia ich wydajności. Na przykład, wybierając surfaktanty i emolienty, które wykazują korzystne kąty zwilżania, można poprawić rozprowadzalność i wchłanianie kremów i balsamów.

Capra i in. zbadali, w jaki sposób pomiary kąta zwilżania mogą przewidywać zachowanie się różnych składników kosmetycznych na skórze. Oceniając różne klasy składników kosmetycznych i formulacje na podłożach, takich jak szkło, teflon i skóra ludzka, naukowcy odkryli, że kąt zwilżania może dostarczyć cennych informacji o powinowactwie składnika do skóry.

Na przykład niejonowe surfaktanty, takie jak etylohydroksystearynian, wykazały niższe kąty styku na szkle w porównaniu z polisorbatem 20, co wskazuje na lepszą zwilżalność i potencjał gładszej aplikacji na skórze. Tego rodzaju dane pomagają twórcom receptur dobrać odpowiednie składniki, aby uzyskać pożądane cechy produktu, takie jak rozprowadzalność i wchłanianie.

Pomiary kąta zwilżania odgrywają również rolę w ocenie stabilności i wydajności formulacji kosmetycznych. To samo badanie wykazało, że gotowe produkty, takie jak emulsje i oleje, wykazują różne kąty zwilżania w zależności od ich składu i użytych surfaktantów. Na przykład emulsje typu olej w wodzie (O/W) stabilizowane decyloglukozydem wykazały niższe kąty zwilżania na szkle, co sugeruje lepszą zwilżalność i potencjalnie lepsze odczucie na skórze.

Jednym z krytycznych aspektów rozwoju produktów kosmetycznych jest zapewnienie, że wyniki in vitro (laboratoryjne) dobrze korelują z wydajnością in vivo (rzeczywistym życiem). Capra i in. stwierdzili, że podłoża szklane mogą służyć jako niezawodny zamiennik ludzkiej skóry w testach wstępnych, ponieważ krytyczne wartości napięcia powierzchniowego szkła i skóry były podobne (31,1 dyn/cm dla szkła i 27 dyn/cm dla skóry). Odkrycie to pozwala na bardziej wydajne i ekonomiczne testowanie na wczesnych etapach rozwoju produktu.

Projektowanie ukierunkowanego produktu:

Pomiary kąta zwilżania mogą pomóc w opracowaniu produktów dla określonych typów skóry. Na przykład formulacje dla skóry tłustej można zaprojektować tak, aby optymalnie oddziaływały z wyższą zawartością lipidów, zapewniając lepszą aplikację i skuteczność.

Mavon i in. podkreślili wpływ lipidów skóry na zwilżalność. Zaobserwowano, że obszary o wyższej zawartości sebum, takie jak czoło, wykazywały niższe kąty zwilżania dla cieczy polarnych, co wskazuje na wyższą zwilżalność. Informacje te są kluczowe dla opracowywania produktów dostosowanych do różnych typów skóry i stanów.

Kontrola jakości:

Regularne pomiary kąta zwilżania mogą być częścią procesów kontroli jakości w celu zapewnienia spójności działania produktu. Wszelkie odchylenia w wartościach kąta zwilżania mogą wskazywać na potencjalne problemy z jakością składników lub stabilnością formulacji.

Wnioski

Pomiary kąta zwilżenia są potężnym narzędziem w arsenale naukowców zajmujących się kosmetykami. Dostarczają one krytycznych informacji na temat właściwości zwilżalności i przyczepności składników i formulacji, co pomaga w opracowywaniu produktów, które spełniają oczekiwania konsumentów w zakresie wydajności i odczuć. Wykorzystując tę ​​technikę, firmy kosmetyczne mogą tworzyć innowacyjne produkty, które nie tylko dobrze wyglądają, ale także świetnie się sprawdzają na skórze.

Capra et. al. "Wetting and adhesion evaluation of cosmetic ingredients and products: correlation of in vitro and in vivo contact angle measurements", International journal of cosmetic science, 39 (2017) 393.

Mavon, et. al. "Sebum and stratum corneum lipids increase human skin surface free energy as determined from contact angle measurements", Colloids and surfaces B: Biointerfaces, 8 (1997) 147.

na podstawie tekstu Susanny Laurén

Zwilżalność włókien - Jak zmierzyć kąt zwilżania włókien?

 Pomiar kąta zwilżania włókien jest kluczowym procesem w zrozumieniu ich właściwości powierzchniowych i zwilżalności. Pomiar ten dostarcza informacji na temat właściwości adhezyjnych i energii powierzchniowej włókien, które są niezbędne do zastosowań w tekstyliach, kompozytach i innych materiałach. Istnieje kilka różnych sposobów pomiaru kątów zwilżania włókien. W tym wpisie na blogu metody te są omawiane i porównywane.

Zrozumienie kąta zwilżania

Kąt zwilżania to kąt utworzony na styku, w którym ciecz spotyka się z powierzchnią stałą. Jest to miara zwilżalności powierzchni przez ciecz. Mniejszy kąt zwilżania wskazuje na lepszą zwilżalność, podczas gdy większy kąt wskazuje na słabą zwilżalność. Pomiar kąta zwilżania jest prosty, szczególnie na płaskiej powierzchni, na której kropla jest łatwo umieszczana. Jednak gdy mierzone są włókna lub inne cienkie obiekty, potrzeba więcej uwagi, aby wybrać najlepszą metodę.

Metody pomiaru kąta zwilżania włókien

Tensjometr optyczny zapewnia dwa sposoby pomiaru kąta zwilżania włókien: metodę kropli siedzącej i metodę meniskową. 

Metoda spoczywająca polega na umieszczeniu kropli cieczy na włóknie i uchwyceniu obrazu kropli w celu zmierzenia kąta zwilżania. W przypadku metody kropli spoczywającej średnica kropli musi być wystarczająco mała, aby zmieściła się na włóknie. Zasadniczo oznacza to, że należy użyć dozownika pikolitrowego. W przypadku kropli wielkości pikolitrowej średnica kropli może wynosić nawet 100 um. Metoda ta nadaje się zatem do włókien, które mogą utrzymać kroplę bez znacznego odkształcenia.

Metoda meniskowa to kolejna metoda pomiaru kąta zwilżania, w której stosuje się  tensjometr optyczny. W tej metodzie włókno zanurza się w cieczy, a  mierzony jest utworzony menisk . Metoda jest ograniczona do kątów zwilżania poniżej 90 stopni, ponieważ wyższe wartości doprowadziłyby do menisku do wewnątrz, którego nie można zmierzyć.

Płytka Wilhelmy'ego to technika pomiaru kąta zwilżania, w której wykorzystuje się tensjometr siłowy. W tej technice pojedyncze włókno zanurza się w cieczy, a następnie mierzy się siłę wywieraną przez ciecz na włókno. Siła ta jest wykorzystywana do obliczenia kąta styku. Metoda Wilhelmy'ego jest szczególnie przydatna w przypadku włókien, które są zbyt małe lub zbyt elastyczne, aby utrzymać kroplę. Jednym z wyzwań tej techniki jest konieczność znajomości średnicy włókna.

Porównanie metod

Każda z wyżej wymienionych metod ma swoje zalety i wady. Należy szczególnie zauważyć, że wyników uzyskanych różnymi metodami nie można bezpośrednio porównywać. Wynika to z faktu, że każda metoda mierzy nieco inne kąty styku. W pomiarach pikolitrowych kąt styku jest statyczny, chociaż gdy używane są małe krople, szybkie parowanie kropli może również prowadzić do bliższych cofających się kątów styku. W metodzie menisku włókno zanurza się w cieczy, po czym jest ono podciągane do góry. Zatem zmierzony kąt styku jest bliższy kątowi cofającego się, nawet jeśli linia styku nie porusza się podczas pomiaru. Pomiar metodą płyty Wilhelmy'ego umożliwia pomiar bardzo cienkich włókien, ale aby uzyskać wiarygodne wyniki, należy znać średnicę włókna.

na podstawie tekstu Susanny Laurén

Wpływ objętości kropli na kąt zwilżania

 

Dla większości z mierzących kąty zwilżania, pojawia się pytanie, jaką objętość kropli powinienem użyć. Zazwyczaj rozmiar kropli używany w pomiarach kąta zwilżania wynosi od 1 do 10 mikrolitrów. Istnieją jednak sytuacje, w których potrzebne są mniejsze lub czasami większe objętości kropli. Mniejsze objętości kropli są używane, gdy obszar pomiaru jest tak mały, że krople mikrolitrowe nie zmieściłyby się w nim. Większe krople są czasami potrzebne, gdy dynamiczne kąty zwilżania są mierzone przez przechylanie próbki. Ale czy rozmiar kropli wpływa na wartości kąta zwilżania?

 

Typowe objętości kropli używane do pomiaru kąta zwilżania

Typowy rozmiar kropli do pomiarów kąta zwilżania wynosi od 1 do 10 μl. Jednak w ostatnich latach wzrosło zainteresowanie kroplami pikolitrowymi ze względu na potrzebę pomiaru małych obszarów mikrowzorzystych lub innych małych obiektów. Średnica podstawy kropli mikrolitrowych jest zwykle większa niż 1 mm, podczas gdy w przypadku kropli pikolitrowych średnica podstawy może wynosić zaledwie 100 mikrometrów. Jednocześnie, gdy dynamiczne kąty zwilzania są mierzone metodą przechylania, typowy jest rozmiar kropli 10 ul. Duże objętości kropli są potrzebne zwłaszcza w przypadku powierzchni o dużej histerezie kąta zwilżania, ponieważ małe krople mogą się nie poruszać, nawet jeśli zostanie wykonane przechylenie do 90 stopni.

 

Wpływ wielkości kropli w zakresie mikrolitrów

Wpływ wielkości kropli w zakresie mikrolitrów był szeroko badany. Drelich [1] dokonał przeglądu tych badań i doszedł do wniosku, że objętość kropli nie ma znaczącego wpływu na kąt zwilżania w przypadku powierzchni zbliżonych do idealnych, takich jak czyste płytki kwarcowe. Idealną powierzchnię uważa się za gładką, sztywną, chemicznie jednorodną, ​​nierozpuszczalną i niereaktywną. Jednak im większa jest histereza kąta zwilżania, tym większy wpływ objętości kropli na kąt zwilżania. Różnica między podłożem, a idealnymi powierzchniami, taka jak niejednorodność chemiczna i chropowatość powierzchni, powoduje histerezę kąta zwilżania. Histerezę kąta zwilżania można określić ilościowo za pomocą dynamicznego pomiaru kąta zwilżania, w którym zdefiniowano kąty natarcia (największy) i odchylenia (najmniejszy). Wykazano, że kąt natarcia jest mniej zależny od objętości kropli niż kąt odchylenia, którego średnica podstawy jest mniejsza niż 5 mm [2].

 

Dyskusja na temat wpływu wielkości kropli na kąt zwilżania została rozszerzona o porównanie kropel mikrolitrowych z kroplami pikolitrowymi. Wpływ grawitacji na kroplę i szybkość zmniejszania się wielkości kropli w wyniku parowania to dwie główne różnice między kroplami pikolitrowymi i mikrolitrowymi [3].

 

Berson i in. [4] wykazali, że wartość kąta zwilżania ma znaczący wpływ na zachowanie parowania kropel wody o wielkości pikolitrowej. Wykazano, że masa kropli zmniejsza się liniowo, gdy początkowy kąt zwilżania jest mały, podczas gdy spadek nie jest liniowy przy większych kątach zwilżania. Niektóre badania wykazały już porównanie kropel pikolitrowych i mikrolitrowych: Taylor i in. [3] wykazali, że objętość kropel wody pikolitrowych była porównywalna z objętością kropel wody mikrolitrowych uzyskaną na grupie powszechnie stosowanych gładkich powierzchni polimerowych. Badali zachowanie kąta zwilżania w funkcji czasu przy użyciu szybkoobrazowej kamery . W przypadku kropel mikrolitrowych kąty zwilżania były stabilne w czasie, z wyłączeniem ruchomej powierzchni polimeru hydrożelowego, z którą woda reagowała chemicznie. W przypadku kropel pikolitrowych kąt zwilżania zmniejszał się w czasie w dwóch etapach; szybkie parowanie i rozprzestrzenianie się w ciągu pierwszych 0,5 s, a następnie wolniejszy etap, aż do osiągnięcia wartości ustępującej. Tak więc krzywa kąta zwilżania w funkcji czasu wskazuje również na histerezę podłoża z kroplami pikolitrowymi. Początkowa wartość kąta zwilżania kropel pikolitrowych dobrze korelowała z wartościami kąta zwilżania kropel mikrolitrowych i była również bliska wartościom literaturowym.

 

Taylor i in. [3] wykazali również, że w przypadku większych kropel i większego wpływu grawitacji model dopasowania profilu kropli należy dobrać ostrożnie. W przypadku kropelek pikolitrowych można stosować zarówno dopasowanie Younga-Laplace'a, jak i dopasowanie kołowe, ponieważ energia swobodna układu w stanie równowagi jest minimalizowana dla kształtu kulistego [3]. W przypadku większych kropelek (>1ul) dopasowanie kołowe stało się niedokładne, a model Younga-Laplace'a wykazał stałą wartość jako funkcję objętości kropli.

 

Yang i in. [5] porównali kąty zwilżania kropelek wody piko- i mikrolitrowych na rowkowanych powierzchniach polimetakrylanu metylu (PMMA) pokrytych polimerami plazmowymi jako pierwsze badanie mające na celu zbadanie anizotropowego zachowania zwilżania kropelek pikolitrowych. Stwierdzili znaczące różnice w kątach zwilżania wody przy zmianie kąta zwilżania z mikrolitrów na pikolitry, a zatem podkreślili znaczenie pokazywania wielkości kropli obok wyników kąta zwilżania.

 

Zgodnie z poprzednimi badaniami wykazano, że objętość kropli zmieniająca się w skali od mikrolitrów do pikolitrów ma znaczący wpływ na zachowanie zwilżania i suszenia kropelek wody na nieporowatych podłożach. Niejednorodność chemiczna i topograficzna podkreśla znaczenie objętości kropli na wyniki kąta zwilżania.

 

[1] J. Drelich, „Wpływ wielkości kropli (pęcherzyka) na kąt zwilżania na powierzchniach stałych”, J. Adhesion, 63, 31 (1997). [2] A. Marmur, „Miękki kontakt: pomiar i interpretacja kątów kontaktu”, Soft Matter 2 (2006), 12-17.

[3] M. Taylor, A.J. Urguhart, M. Zelzer, M.C. Davies i M.R. Alexander, „Pomiar kąta kontaktu kropli wody pikolitrowej na polimerach”, Langmuir 23,6875 (2007).

[4] A. Berson, E.L. Talbot, P.S. Brown i C.D. Bain, Eksperymentalne badanie wpływu, rozprzestrzeniania się i suszenia kropelek pikolitrowych na podłoża o szerokim zakresie zwilżalności, NIP27, 27. Międzynarodowa Konferencja na temat technologii druku cyfrowego, Minneapolis, USA, 2–6 października 2011 r.

[5] J. Yang, F.R.A.J.Rose, N. Gadegaard i M.R. Alexander, „Wpływ objętości kropli siedzącej na anizotropię zwilżania obserwowaną na powierzchniach rowkowanych”, Langmuir 25, 2567 (2009).

na podstawie tekstu Susanny Laurén

Zwilżalność proszków - Jak mierzyć zwilżalność proszków?

 Zrozumienie zwilżalności proszków jest ważne w wielu obszarach zastosowań, takich jak tusze i farby, a także w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. Zwilżalność to preferencja cieczy do kontaktu z ciałem stałym otoczonym innym płynem. Zwilżanie jest pierwszym etapem dyspersji i rozpuszczania proszku, dlatego jego pełne zrozumienie jest ważne na przykład przy ocenie biodostępności leku lub przydatności pigmentu do farby.

Zwilżalność powierzchni ciała stałego jest powszechnie mierzona za pomocą tensjometru optycznego, wykorzystując metodę kropli spoczywającej. Kropla wody jest umieszczana na powierzchni, a utworzony kąt zwilżania jest mierzony od granicy trzech faz, gdzie przecinają się ciecz, gaz i ciało stałe. Zwilżalność proszków można również mierzyć za pomocą tensjometru optycznego, ale może być to trudne ze względu na porowatą i luźną strukturę proszków, która sprawia, że ​​kropla często rozprzestrzenia się i natychmiast tonie w proszku. Najczęstszym sposobem pomiaru zwilżalności proszku jest użycie metody Washburna z tensjometrami siłowymi. Jednak najlepsza metoda charakteryzowania zwilżalności proszku zależy od właściwości proszku i celów zastosowania.

Metoda Washburna

Metoda Washburna jest najczęściej stosowaną i najbardziej atrakcyjną metodą określania zwilżalności proszków, ponieważ jest szybka, zautomatyzowana i ekonomiczna. Metoda ta opiera się na zwilżaniu kapilarnym, w którym proszek zapakowany do określonego pojemnika jest traktowany jako wiązka równoległych kapilar o stałym promieniu. W metodzie  Washburna pojemnik z przepuszczalnym dnem jest doprowadzany do kontaktu z cieczą, a masa cieczy wchłoniętej przez proszek jest mierzona w czasie. Powstała krzywa dostarcza informacji o ilości absorpcji i kinetyce, które zależą od kąta zwilżania proszku i właściwości cieczy.

Kąt zwilżania, θ, można zdefiniować na podstawie równania Washburna

cos⁡θ=η/(Cρ2 γl) *m2/t,

gdzie C jest stałą materiałową, ρ jest gęstością cieczy, η jest lepkością cieczy, γl jest napięciem powierzchniowym cieczy, a m2/t jest nachyleniem krzywej absorpcji. Stała materiałowa jest nieznana przed pomiarem, ale można ją zdefiniować za pomocą całkowicie zwilżającej cieczy, takiej jak heptan, która daje kąt zwilżania równy zero. Stała materiałowa zależy od upakowania proszku i wielkości cząstek, dlatego ważne jest, aby dla każdej próbki stosować tę samą technikę upakowania. Po uzyskaniu stałej materiałowej można określić kąt zwilżania za pomocą interesującej cieczy. Metoda Washburna nie nadaje się do proszków hydrofobowych, ponieważ proszek musi zostać zwilżony, aby ciecz mogła unieść się do złoża proszku.

Kropla spoczywająca

Bezpośrednie pomiary kropli siedzącej za pomocą tensjometru optycznego są szybkie w wykonaniu i wymagają jedynie niewielkiej ilości cieczy pomiarowej, ale mogą być trudne w przypadku proszków. Kropla często wnika w proszek natychmiast. Dlatego często potrzebna jest szybka kamera , aby uchwycić początkowy kąt kontaktu przed absorpcją.

Jeśli proszek jest ściśliwy, można go skompresować do formatu tabletki poprzez zastosowanie nacisku, po czym kroplę można umieścić na wierzchu. Jednak zastosowanie nacisku i skompresowanie proszku do zwartej formy może zmienić właściwości powierzchniowe cząstek proszku i pozostawić powierzchnię tabletki chropowatą. W związku z tym skompresowana tabletka może nie odzwierciedlać rzeczywistych właściwości powierzchniowych proszku. Z drugiej strony skompresowana tabletka może lepiej reprezentować produkt końcowy w przypadku niektórych zastosowań. Bezpośrednia metoda kropli spoczywającej może być również stosowana do pomiaru kąta zwilżania z luźnych proszków. Proszek można po prostu rozprowadzić na powierzchni z klejem lub bez. W ten sposób proszek pozostaje nienaruszony i reprezentuje rzeczywiste właściwości powierzchniowe proszku. Bezpośrednie pomiary kropli siedzącej są najwygodniejsze w przypadku proszków hydrofobowych.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o pomiarach zwilżalności proszku, pobierz dokument.

na podstawie tekstu Susanny Laurén

7 sposobów pomiaru kąta zwilżania

 

Zwilżalność jest czynnikiem decydującym w wielu zastosowaniach, od powłok po ulepszone odzyskiwanie ropy naftowej, implanty medyczne i pestycydy. Ze względu na szeroki zakres zastosowań pomiar zwilżalności, tj. pomiar kąta zwilżania, można wykonać kilkoma różnymi metodami.

 

Kropla spoczywająca

Kropla spoczywająca jest najczęściej stosowaną metodą pomiaru kąta zwilżania. Wykonuje się ją za pomocą tensjometru optycznego, który obejmuje zarówno instrumenty ręczne, jak i systemy całkowicie zautomatyzowane. W metodzie kropli siedzącej kroplę, zwykle wodę, umieszcza się na próbce ciała stałego, a obraz kropli jest wykonywany przez kamerę o wysokiej rozdzielczości. Następnie kąt zwilżania jest automatycznie określany przez oprogramowanie.

Pomiar kropli spoczywającej daje tzw. statyczny kąt zwilżania powierzchni. Pomiary kropli siedzącej są najczęściej wykonywane z wodą. Jeśli kąt zwilżania wodą jest mniejszy niż 90 stopni, powierzchnię uważa się za hydrofilową, a jeśli kąt zwilżania jest większy niż 90 stopni, powierzchnię uważa się za hydrofobową. Hydrofilowość i hydrofobowość są ważne w wielu zastosowaniach. Pomiar kąta zwilżania wodą jest często stosowany w celach kontroli jakości, ponieważ oferuje szybki i nieniszczący sposób sprawdzenia chemii powierzchni. Siedząca kropla jest również często wykorzystywana do obliczeń swobodnej energii powierzchni.

 

Typowe zastosowania: Obliczenia swobodnej energii powierzchni, Kontrola jakości, optymalizacja obróbki powierzchni

 

Rosnące i mające kąty zwilżania metodą igłową

Tak zwana metoda igłowa oferuje sposób pomiaru rosnących i malejących kątów zwilżania. W tej metodzie igła jest zbliżana do powierzchni. Rozmiar kropli, najczęściej wody, jest stopniowo zwiększany poprzez pompowanie większej ilości cieczy do kropli. Gdy linia bazowa kropli zaczyna się przesuwać, mierzony jest przesuwający się kąt zwilżania. Następnie rozmiar kropli jest stopniowo zmniejszany poprzez zasysanie cieczy z powrotem do dozownika. Gdy linia bazowa zaczyna się cofać, mierzony jest cofający się kąt zwilżania. Pomiar przesuwających się i cofających się kątów zwilżania jest zawsze zalecany, ale pomiar ten jest szczególnie wykorzystywany do badania zwilżania inteligentnych powierzchni.

 

Typowe zastosowania: Powierzchnie superhydrofobowe

 

Metoda przechyłowa

Metoda przechyłowa to kolejna metoda pomiaru dynamicznego kąta. W tej metodzie kroplę umieszcza się na powierzchni, po czym podłoże jest przechylane, aż kropla zacznie się poruszać. Przechylanie można wykonać albo przechylając stolik próbki, albo przechylając cały instrument. Gdy kropla zaczyna się poruszać, kąt styku przesuwającego się jest mierzony z przodu kropli i cofający się od tyłu kropli. Metoda ta pozwala również określić tzw. kąt roll-off, czyli kąt, pod którym kropla zaczyna się poruszać.

 

Typowe zastosowania: Powierzchnie inteligentne, pomiar przechyłu kąta

 

Metoda uwięzionych pęcherzyków

W metodzie uwięzionych pęcherzyków mierzone są statyczne lub dynamiczne kąty zwilzania, tak aby próbka była zanurzona w cieczy. Cieczą jest najczęściej woda. Pomiary kąta zwilżania są następnie wykonywane przy użyciu pęcherzyka powietrza lub jakiejś mniej gęstej niż woda cieczy, takiej jak olej. Pomiar pęcherzyków zamkniętych umożliwia wykonywanie pomiarów w układach ciało stałe-ciecz-ciecz, co jest szczególnie istotne w badaniach zwilżalności złoża ropy naftowej. Umożliwia również pomiar próbek, które muszą być zanurzone w wodzie w celu przeprowadzenia właściwych pomiarów, takich jak soczewki kontaktowe. W przypadku soczewki kontaktowej pęcherzyk powietrza służy do określenia hydrofilowości powierzchni soczewki.

 

Typowe zastosowanie: Soczewka kontaktowa, powierzchnie superhydrofilowe, zwiększone wydobycie ropy naftowej

 

Płytka Wilhelmy'ego

Płytka Wilhelmy'ego to metoda pomiaru, która jest często stosowana do pomiarów napięcia powierzchniowego, ale może być również dostosowana do pomiaru kąta zwilżania. Metoda jest wykonywana za pomocą tensjometru siłowego. Próbka jest zawieszana na haku, który jest podłączony do bardzo czułej wagi. Następnie próbka jest zanurzana w cieczy (najczęściej w wodzie). Siła wywierana na próbkę jest rejestrowana i na podstawie napięcia powierzchniowego cieczy i wymiarów próbki obliczany jest kąt zwilżania. Metoda płytki Wilhelmy'ego podaje kąt zwilżania postępujący, gdy próbka jest zanurzana, i kąt cofania, gdy próbka jest podnoszona. Ważnym aspektem, który należy tutaj zauważyć, jest to, że kąt styku jest średnią całej zanurzonej powierzchni. Obie strony próbki muszą być identyczne. Ze względu na czułość metody, jest ona często używana do pomiaru kąta styku włókien o średnicach do 7 um.

 

Typowe zastosowania: Włókna (do 7 um)

 

Menisk

Menisk to metoda wykorzystująca optyczny tensjometr do pomiaru kąta styku cienkich obiektów, takich jak włókna. Próbka jest zanurzana w cieczy, która zazwyczaj jest wodą, a następnie podnoszona, tak aby powstał menisk cieczy. Następnie kąt zwilżania jest określany poprzez obserwację kąta, który tworzy się między meniskiem cieczy, a próbką.

Typowe zastosowania: włókna (do 200 um), inne cienkie obiekty

Metoda Washburna

Metoda Washburna opiera się na kapilarnym wzroście cieczy do proszków lub innych porowatych materiałów. Materiał jest najczęściej pakowany do uchwytu ze stali nierdzewnej, który jest zawieszony na haku tensjometru siłowego. Uchwyt z otworami na dole jest następnie zanurzany w cieczy, a pobieranie masy przez proszek jako funkcja czasu jest rejestrowane. Do obliczeń używa się równania Washburna. Ważną rzeczą do odnotowania jest to, że aby móc określić kąt zwilżania dla materiału, najpierw należy wykonać pomiar z całkowicie zwilżoną cieczą, aby określić tzw. stałą materiałową. Stała materiałowa zależy od upakowania materiału w uchwycie. Oznacza to, że metoda upakowania jest jedną z najważniejszych części procesu pomiaru.

Typowe zastosowania: proszki, materiały porowate

Aby dowiedzieć się więcej o różnych metodach pomiaru kąta zwilżania, pobierz dokument, korzystając z poniższego łącza.

POBIERZ Contact angle - What is it and how do you measure it?

na podstawie tekstu Susanny Laurén

Zrozumienie pomiarów zwilżalności w zastosowaniach biomedycznych

 

Zwilżalność jest krytyczną właściwością materiałów, zwłaszcza w dziedzinie biomedycyny, gdzie znacząco wpływa na interakcję między materiałami a bytami biologicznymi, takimi jak białka, komórki i bakterie. Ten wpis na blogu podkreśla znaczenie pomiarów zwilżalności w zastosowaniach biomedycznych, badając różne metody i ich implikacje.

 

Wprowadzenie do zwilżalności

Zwilżalność odnosi się do tego, jak ciecz oddziałuje z powierzchnią ciała stałego, co można określić ilościowo, mierząc kąt zwilżania utworzony na granicy faz. Ta właściwość jest kluczowa w zastosowaniach biomedycznych, ponieważ wpływa na adsorpcję białek, adhezję komórek, krzepnięcie krwi i kolonizację bakteryjną.

 

Znaczenie zwilżalności w zastosowaniach biomedycznych

W dziedzinie biomedycyny właściwości powierzchniowe materiałów są często modyfikowane w celu zwiększenia biokompatybilności. Można to osiągnąć, zmieniając materiał masowy lub nakładając powłokę. Na przykład powłoki hydrofilowe są stosowane w celu poprawy interakcji urządzeń medycznych z tkankami biologicznymi. Pomiary zwilżalności pomagają w ocenie tych modyfikacji, aby upewnić się, że spełniają one pożądane standardy biokompatybilności.

 

Metody pomiaru zwilżalności

Metoda kropli spoczywającej:

Jest to najpowszechniejsza technika, w której kroplę cieczy umieszcza się na powierzchni materiału, a kąt zwilżania mierzy się za pomocą tensjometru optycznego. Ta metoda jest prosta i niedroga, dzięki czemu idealnie nadaje się do wstępnych ocen.

Metoda pęcherzyka uwięzionego:

Stosowana głównie w przypadku powierzchni wysoce hydrofilowych, ta metoda polega na umieszczeniu pęcherzyka powietrza na odwróconej próbce zanurzonej w wodzie. Pomaga to zapobiec odwodnieniu próbki i zapewnia dokładne pomiary materiałów, takich jak soczewki kontaktowe i hydrożele.

Metoda kropli pikolitrowej:

 W przypadku bardzo małych powierzchni stosuje się krople wielkości pikolitrowej. Ta metoda jest szczególnie przydatna do pomiaru zwilżalności cewników i innych małych urządzeń biomedycznych.

Metoda płytki Wilhelmy'ego:

Ta technika polega na zanurzeniu próbki w cieczy i zmierzeniu siły wywieranej na próbkę. Jest przydatna do badania cienkich włókien i zjawisk adsorpcji.

Dynamiczne kąty zwilżania i histereza

Statyczne pomiary kąta zwilżania zapewniają migawkę zwilżalności, ale pomiary dynamiczne oferują bardziej szczegółowe informacje. Dynamiczne kąty zwilżania, w tym kąty postępu i cofania, pomagają zrozumieć zachowanie cieczy na powierzchniach w różnych warunkach. Jest to szczególnie ważne w przypadku opracowywania zaawansowanych materiałów, takich jak superhydrofobowe powierzchnie stosowane w odpychających krew urządzeniach medycznych.

 

Swobodna energia powierzchni

Swobodna energia powierzchni (SFE) to kolejny krytyczny parametr uzyskany z pomiarów kąta zwilżania. Zapewnia on kompleksowe zrozumienie chemii powierzchni i jej interakcji z jednostkami biologicznymi. Wyższa SFE ogólnie koreluje z lepszą przyczepnością komórek, co jest kluczowe w przypadku implantów i innych urządzeń biomedycznych.

 

Wniosek

Pomiary zwilżalności są niezbędne w rozwoju i ocenie materiałów biomedycznych. Dzięki zrozumieniu i kontrolowaniu zwilżalności naukowcy mogą projektować materiały, które optymalnie oddziałują z systemami biologicznymi, zwiększając wydajność i bezpieczeństwo urządzeń medycznych.

 

Aby uzyskać bardziej szczegółowe informacje na temat technik pomiaru zwilżalności i ich zastosowań w badaniach biomedycznych, pobierz dokument.

na podstawie tekstu Susanny Laurén

Ocena wpływu chropowatości powierzchni na zwilżalność za pomocą równania Wenzela

 

Zrozumienie interakcji między chropowatością powierzchni a kątem styku jest kluczowe w różnych zastosowaniach naukowych i przemysłowych. Ta relacja odgrywa kluczową rolę w określaniu właściwości zwilżania i przyczepności materiałów, które są niezbędne w dziedzinach od nauki o materiałach po biotechnologię.

 

Rola chropowatości powierzchni

Chropowatość powierzchni jest kluczowym czynnikiem wpływającym na kąt zwilżania cieczy z powierzchnią stałą. Kąt zwilżania to kąt utworzony na styku faz ciekłej, stałej i gazowej. Zapewnia wgląd w właściwości zwilżania powierzchni, co jest ważne w zastosowaniach takich jak powlekanie, drukowanie i przyczepność.

Tradycyjne metody pomiaru kątów zwilżania często pomijają wpływ chropowatości powierzchni, koncentrując się wyłącznie na składzie chemicznym powierzchni. Jednak chropowatość powierzchni może znacząco zmienić pozorny kąt szwilżania, wpływając tym samym na zwilżalność materiału.

 

Równanie Wenzela i topografia 3D

Związek między chropowatością, a zwilżalnością został zdefiniowany w 1936 roku przez Wenzela, który stwierdził, że dodanie chropowatości powierzchni poprawi zwilżalność wynikająca z chemii powierzchni. Na przykład, jeśli powierzchnia jest chemicznie hydrofobowa, stanie się jeszcze bardziej hydrofobowa, gdy zostanie zastosowana chropowatość powierzchni. Twierdzenie Wenzela można opisać następująco:

 

cosΘm = r * cosΘY

 

gdzie Θm jest zmierzonym kątem zwilzania, ΘY jest kątem zwilżania  Younga, a r jest współczynnikiem chropowatości. Współczynnik chropowatości jest definiowany jako stosunek rzeczywistej i rzutowanej powierzchni stałej (r = 1 dla gładkiej powierzchni i > 1 dla chropowatej powierzchni).

 

Aby wykorzystać równanie Wenzela, należy znać współczynnik chropowatości, r. Topografia Attension Theta oferuje wyrafinowane podejście do pomiaru współczynnika chropowatości powierzchni wraz z kątami styku. Topografia Theta łączy optyczny tensjometr Theta Flow i moduł topografii 3D w jednym instrumencie. Moduł topografii wykorzystuje przesunięcie fazowe projekcji prążków sinusoidalnych, umożliwiając trójwymiarową charakterystykę cech powierzchni o wysokiej rozdzielczości. Wykorzystując oświetlenie strukturalne, projektuje wzory świetlne na próbkę i przechwytuje obrazy w celu rekonstrukcji trójwymiarowego kształtu powierzchni.

 

Moduł poda trójwymiarowe parametry chropowatości powierzchni, z których Sdr jest wykorzystywany do obliczenia współczynnika chropowatości

 

r = 1+ Sdr/100

 

Zastosowania i implikacje

 

Możliwość jednoczesnego pomiaru chropowatości powierzchni i kąta zwilzania umożliwia bardziej kompleksową analizę powierzchni materiałów. Ta możliwość jest szczególnie przydatna w optymalizacji obróbki powierzchni i powłok, gdzie należy wziąć pod uwagę zarówno właściwości chemiczne, jak i fizyczne powierzchni.

 

Na przykład w dziedzinie biokompatybilności chropowatość powierzchni implantów może wpływać na adhezję komórek i integrację tkanek. Podobnie w rozwoju materiałów katalitycznych często pożądana jest duża powierzchnia, a zrozumienie roli chropowatości powierzchni może pomóc w optymalizacji tych materiałów w celu uzyskania lepszej wydajności.

 

Wnioski

 

Ocena wpływu chropowatości powierzchni na kąt styku jest niezbędna do optymalizacji właściwości materiału dla konkretnych zastosowań. Moduł topografii 3D zapewnia potężne narzędzie do osiągnięcia tego celu, oferując szczegółowe informacje, które mogą prowadzić do poprawy wydajności materiałów i innowacji w różnych dziedzinach. Poprzez integrację pomiarów chropowatości powierzchni z analizą kąta styku, naukowcy i inżynierowie mogą lepiej zrozumieć i manipulować charakterystyką zwilżania i przyczepności materiałów.

 

Aby dowiedzieć się więcej o module topografii i kątach styku skorygowanych o chropowatość, pobierz dokument informacyjny za pomocą poniższego łącza.

na podstawie tekstu Susanny Laurén

Podstawy zwilżalności

 

Zdolność cieczy do zwilżania powierzchni stałej ma szerokie znaczenie w wielu codziennych produktach i procesach przemysłowych. W życiu codziennym zwilżalność odczuwa się, gdy woskuje się samochód lub nosi kurtkę Gore-Tex w deszczowy dzień. W warunkach przemysłowych zrozumienie zwilżalności jest niezbędne do projektowania i optymalizacji procesów, takich jak powlekanie, malowanie, smarowanie, a nawet diagnostyka i leczenie medyczne.

 

Czym jest zwilżalność?

Zwilżalność jest podstawową koncepcją w nauce o powierzchniach, która opisuje zdolność cieczy do utrzymywania kontaktu z powierzchnią stałą. Zwilżalność odnosi się do stopnia, w jakim ciecz może rozprzestrzeniać się na powierzchni stałej lub do niej przylegać. Jest ona określana przez równowagę między siłami adhezji (przyciąganie między cieczą a powierzchnią stałą) a siłami spójności (przyciąganie wewnątrz cząsteczek cieczy). Gdy dominują siły adhezji, ciecz rozprzestrzenia się, co prowadzi do wysokiej zwilżalności. Z kolei gdy dominują siły spójności, ciecz ma tendencję do tworzenia kropel, co skutkuje niską zwilżalnością.

 

Co wpływa na zwilżalność?

Na zwilżalność wpływa wiele czynników. Rolę odgrywają zarówno właściwości cieczy, jak i ciała stałego.

 

Napięcie powierzchniowe cieczy: Napięcie powierzchniowe to właściwość cieczy, która powstaje w wyniku oddziaływań międzycząsteczkowych na granicy ciecz-powietrze. W przypadku wody wiązania w masie cieczy są dość silnymi wiązaniami wodorowymi, co prowadzi do wysokiego napięcia powierzchniowego w porównaniu do cieczy o słabszych siłach van der Waalsa między cząsteczkami. Wysokie napięcie powierzchniowe prowadzi do niższej zwilżalności na powierzchni ciała stałego. W formulacjach na bazie wody surfaktanty są często stosowane do rozbijania wiązań wodorowych, co prowadzi do niższego napięcia powierzchniowego, a tym samym lepszej zwilżalności.

 

 

Swobodna energia powierzchniowa ciała stałego: Swobodna energia powierzchniowa to właściwość ciała stałego i równoważna napięciu powierzchniowemu cieczy. Materiały o wysokiej energii powierzchniowej mają tendencję do większej zwilżalności. Metale i szkło mają zazwyczaj wysoką energię powierzchniową, podczas gdy tworzywa sztuczne i inne materiały niepolarne mają niską energię powierzchniową. Obróbka powierzchni, taka jak obróbka plazmowa polimeru, jest często stosowana w celu zwiększenia swobodnej energii powierzchniowej, a tym samym poprawy zwilżalności.

 

 

Chropowatość powierzchni: Chropowatość powierzchni bezpośrednio wpływa na zwilżalność powierzchni. Chropowate powierzchnie zazwyczaj zwiększają zwilżalność wynikającą ze składu chemicznego powierzchni. Na przykład, jeśli umieścisz kroplę wody na powierzchni, która jest całkowicie gładka, ale ma pewne powinowactwo do wody, dodanie chropowatości powierzchni zwiększy to powinowactwo.

 

Kąt zwilżania jest miarą zwilżalności

Najpopularniejszą metodą ilościowego określania zwilżalności jest pomiar kąta zwilżania. Kąt zwilżania to kąt utworzony między styczną do powierzchni cieczy w punkcie styku z ciałem stałym a samą powierzchnią ciała stałego. Oto, jak to działa:

 

Wysoki kąt zwilżania (>90°): Wskazuje na niską zwilżalność, co oznacza, że ​​ciecz tworzy kropelki i nie rozprzestrzenia się łatwo na powierzchni. Jest to charakterystyczne dla powierzchni hydrofobowych, gdy mierzoną cieczą jest woda.

Niski kąt zwilżania (<90°): Wskazuje na wysoką zwilżalność, co oznacza, że ​​ciecz rozprzestrzenia się na powierzchni. Jest to typowe dla powierzchni hydrofilowych, gdy woda jest używana jako ciecz pomiarowa.

Wniosek

Zwilżalność jest kluczową właściwością, która wpływa na sposób interakcji cieczy z powierzchniami stałymi. Rozumiejąc podstawy zwilżalności, w tym sposób jej pomiaru i kontroli, możemy zoptymalizować szeroki zakres procesów i zastosowań. Niezależnie od tego, czy chodzi o poprawę trwałości powłoki, zwiększenie odzysku ropy naftowej czy opracowywanie zaawansowanych urządzeń medycznych, zasady zwilżalności są integralną częścią innowacji i wydajności w wielu dziedzinach.

na podstawie tekstu Susanny Laurén