材料之间的界面性质,在多个领域具有实际意义,包括毛细管作用、泡沫和乳液稳定性、材料粘附性质,以及质量和热量传递过程。研究界面动力学也是理解分子间相互作用、分子构象变化和分子聚集的基础。
悬滴法是一种测量表面张力、界面张力和界面流变性质的简单、通用的方法。然而,由于不充分的材料准备、不正确的校准方法、用于分析的数据的不适当选择、忽略光学影响或在线性粘弹性范围之外操作系统,这些方法产生了不可靠的结果。此外,许多研究未能报告这些不确定性。近日,北京大学Ziqing Pan,章凯强等,在Nature Protocols上发文,解决了所有这些关键点,并详细描述了不同种类材料的纯化方法、分析测量数据的时间框架、光学效应的校正方法、通用可编程泵的振荡方法实施,以及测量过程中遇到一些常见问题的补救措施相关操作技巧。还提供了两相和三相体系的界面张力测量,以及N2和表面活性剂溶液的界面扩张模量测量实例,以说明程序细节和结果。单次测量需要几分钟到几小时才能完成,而整个方案,包括气密性测试leak test、清洁、重复测量和数据分析,可能需要几天时间。Interfacial property determination from dynamic pendant-drop characterizations.图1: 具有特征尺寸的悬垂液滴示意图。
图2: 典型界面性质测定设备示意图。
图3: 弯管。
图4: (CO2+H2O+癸烷)三相体系。
图5:(CO2+癸烷)系统的界面张力。
图6:(H2O+癸烷)体系的动态界面张力interfacial tension,IFT数据。
图7: 在298.15K温度、10.21MPa压力和0.125Hz频率时,在N2中0.05wt.% SDS (aq) 滴的正弦振荡时,界面张力IFTγ和表面积A变化。
Pan, Z., Trusler, J.P.M., Jin, Z. et al. Interfacial property determination from dynamic pendant-drop characterizations. Nat Protoc (2024). https://doi.org/10.1038/s41596-024-01049-0https://www.nature.com/articles/s41596-024-01049-0声明:仅代表译者观点,如有不科学之处,请在下方留言指正!