技術(shù)文章 / Technical articles
旋轉(zhuǎn)滴超低界面張力:
恒溫恒壓條件下增加單位界面面積時(shí)體系自由能的增量,我們稱之為界面張力。該體系起源于界面兩側(cè)的分子對(duì)界面上分子的吸引力不同。區(qū)別于通常情況下的界面張力測(cè)試,旋轉(zhuǎn)滴可以實(shí)現(xiàn)對(duì)低或超低界面張力的分析,而通常的方法如白金板法、白金環(huán)法無(wú)法實(shí)現(xiàn)這樣的測(cè)值。
通常,我們把
為測(cè)定超低界面張力,須人為地改變?cè)瓉?lái)重力與界面張力之間的平衡以使平衡時(shí)液滴的形狀便于測(cè)定。這可以通過(guò)使體系旋轉(zhuǎn),增加離心力場(chǎng)的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)。這就是旋轉(zhuǎn)滴超低界面張力的測(cè)試原理。如圖所示:
作為一個(gè)界面張力測(cè)試技術(shù),旋轉(zhuǎn)滴法可以實(shí)現(xiàn)超低界面張力測(cè)試,而懸滴法只能測(cè)試到0.001mN/m界面張力值,約束停滴法可以測(cè)試0.0001mN/m界面張力值,但是,懸滴法對(duì)于低于0.01mN/m界面張力測(cè)試時(shí)液滴會(huì)不受控制自動(dòng)流下,操作難度非常高。
目前為止旋轉(zhuǎn)滴界面張力測(cè)試技術(shù)是測(cè)試超低界面張力的方法。但是,目前為止測(cè)試旋轉(zhuǎn)滴界面張力通常用的算法為:
馮格內(nèi)特法(Vonnegut)、Bashford-Adams擬合
前者是特殊條件下應(yīng)用簡(jiǎn)單的寬度來(lái)進(jìn)行界面張力測(cè)試的算法。后者在沒有圖像分析技術(shù)的時(shí)候,通過(guò)一些標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行分析后再進(jìn)行修正的替代方法。這些測(cè)試技術(shù)均已經(jīng)非常落后,處于20世紀(jì)70年代左右水平。無(wú)法適用現(xiàn)代界面化學(xué)分析的需求。
近年,上海梭倫研制的阿莎算法ADSA-RealDrop算法,針對(duì)旋轉(zhuǎn)滴輪廓決定界面張力值的決定因素部分進(jìn)行了分析后,發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)滴的Young-Laplace方程同樣可以通過(guò)阿莎算法實(shí)現(xiàn)測(cè)量。
由于采用了整體輪廓分析r技術(shù),因而,阿莎算法在測(cè)試旋轉(zhuǎn)滴界面張力值的精度遠(yuǎn)高于普通的界面張力儀中測(cè)試液滴寬度的方法,同時(shí),在科學(xué)意義上更為。