Befugtning af overflader er overraskende svært at måle pålideligt

En gruppe forskere fra Aalto University i Finland og Sun Yat-sen University i Kina leverer en standardiseret tilgang til at forbedre nøjagtigheden og pålideligheden af ​​kontaktvinkelmålinger af overflader.

At vide, hvordan overfladematerialer interagerer med væsker, er afgørende for alt fra tryk til at genvinde olieudslip fra vand. At være i stand til præcist og pålideligt at analysere de små detaljer om befugtning - det vil sige hvordan en væske klæber til eller glider fra et givet overflademateriale - er nøglen til at designe materialer i mange brancher.

I deres papir offentliggjort i Naturprotokoller , forskere fra Aalto University og Sun Yat-sen University præsenterer en streng metode til måling af befugtning. De foreslår det som en universel procedure for forskersamfundet at opnå pålidelige data, muliggør sammenligning mellem forskningsgrupper for at fremme udviklingen af ​​nye befugtningsmaterialer.

Den mest almindelige måde at studere befugtning på er ved at måle formen på en dråbe, især kontaktvinklen mellem en fast overflade og en dråbe væske, når de kommer i kontakt. Denne metode blev oprindeligt udviklet i 1805 af Thomas Young. En lav kontaktvinkel betyder, at væsken vil sprede sig og klæbe til overfladen; en høj kontaktvinkel, i modsætning, betyder, at overfladen vil frastøde væsken.

En kontaktvinkelmåling kan virke bedragerisk enkel at udføre, men det er krævende for forskere at få meningsfulde og pålidelige data. Rigtige overflader kan ikke beskrives korrekt med en enkelt værdi af en statisk kontaktvinkel, gem måske tilfælde, hvor det faste stof er atomisk glat og fri for kemiske urenheder. De faktiske forhold, som materialer er designet til, opfylder sjældent sådanne krav, selvom.

"Det, vi i stedet skal gøre, er at måle et par fremadgående og tilbagegående kontaktvinkler på en dråbe, der vokser og krymper på en overflade. Mange publikationer om befugtning, imidlertid, rapporterer stadig kun en enkelt værdi af en statisk kontaktvinkel, og mangler derfor nøjagtighed og pålidelighed, når de forklarer, hvordan væsken faktisk opfører sig på overfladen, "siger Tommi Huhtamäki, doktorand og hovedforfatter af værket.

"Vi er omgivet af vitale materialer, hvis befugtningsegenskaber skal designes med præcision. Kontaktvinkler evalueres i ydeevne og holdbarhedstest af materialer hele vejen fra bygninger og fly til blodprøveudstyr. Det er afgørende, at vi er i stand til at udføre forskning baseret på delte og pålidelige standarder, "siger Robin Ras, Professor ved Aalto University.