Optická analýza kontaktního úhlu
Kontaktní úhel
Kontaktní úhel nebo-li úhel smáčení je jednou z měřitelných vlastností fázového rozhraní pevná látka/kapalina/plyn. Je to úhel, který svírá tečna k povrchu kapky, vedená v bodě styku kapky s rozhraním. Tento jev je popsán Youngovou rovnicí. Podle velikosti smáčecího úhlu jsou rozlišovány kapaliny které tuhý povrch, buďto smáčejí, tj. vytvářejí ostrý úhel smáčení, 0 <θ < 90° ( 0 < cosθ <1) nebo nesmáčejí, tj. vytvářejí tupý úhel smáčení, 90° <θ <180° ( 0 > cosθ > -1). Mezním případem je situace, kdy θ =180° , který se nazývá dokonalé nesmáčení.
Optické stanovení povrchového a mezifázového napětí
Pokud kapalinu neovlivňuje žádný faktor, má tendenci vytvářet kouli, typický tvar kapky je dán působením gravitace. Optické stanovení povrchového napětí kapaliny se provádí na základě Young-Laplaceovo hodnocení kapek. Charakteristický tvar profilu kapky poskytuje povrchové napětí kapaliny. Mezifázového napětí na rozhraní kapalina/kapalina se provádí v prostředí, kdy je visící kapka obklopena kapalinou, která musí být pro optickou analýzu průhledná. Mezifázové napětí na rozhraní kapalina/kapalina se následně odvodí z tvaru sledované kapky.
Povrchová energie pevných látek
Pro výpočet povrchového energie pevných látek se používá matematický model Owen, Wendt, Rabel a Kaeble nebo-li model OWRK, který bere v potaz geometrický průměr disperzních a polárních částí povrchového napětí kapaliny a povrchové energie tělesa.
Dosazením tohoto výrazu do Youngovy rovnice lze polární a disperzní část povrchové energie tělesa určit z regresní přímky ve vhodném grafu. Lineární regrese vyžaduje měření kontaktního úhlu s alespoň dvěma různými testovacími kapalinami. Protože však regresní přímka založená pouze na dvou bodech neobsahuje žádné informace o přesnosti výsledku, doporučuje se pro stanovení povrchové energie pevných látek měření kontaktního úhlu s nejméně třemi testovanými kapalinami.
