Szybszy, a zarazem precyzyjniejszy niż dotychczas pomiar statycznego kąta zwilżania? To jest możliwe! A wszystko dzięki nowemu systemowi dozowania kropli, nazwanemu Liquid Needle.
Fot. arch. Krüss
Pomiar kąta zwilżania to jedna ze standardowych technik laboratoryjnych, która służy do oceny hydrofobowości podłoża lub powłoki. Polega ona na umieszczeniu na powierzchni kropli cieczy, a następnie pomiarze kąta, jaki tworzy styczna do powierzchni kropli z badaną powierzchnią na styku fazy stałej, ciekłej i gazowej. Jeżeli kropla rozpływa się na powierzchni, kąt jest niewielki i mamy do czynienia z materiałem hydrofilowym; jeśli natomiast pozostaje bardziej kulista, kąt jest większy niż 90°, a materiał jest hydrofobowy.
Szybciej, a nie mniej dokładnie
Tradycyjna metoda dozowania cieczy do pomiaru kąta zwilżania wykorzystuje igłę – operator sprzętu przy pomocy igły spuszcza kroplę na powierzchnię. Technolodzy firmy Krüss zaproponowali jednak nową technikę ciśnieniową, która polega na umieszczaniu na powierzchni dwóch kropli równocześnie. Metodę, nazwaną Liquid Needle, opisano w czasopiśmie „Colloid and Polymer Science”.
Badacze przetestowali nową technologię, badając kąt zwilżania 14 różnych materiałów, zarówno hydrofobowych jak i hydrofilowych, chropowatych i gładkich. We wszystkich przypadkach wykorzystywali obydwie techniki dozowania, Liquid Needle i tradycyjną igłę, a następnie porównywali obserwacje i uzyskane wyniki. Pomiar okazał się dużo szybszy – trwał zaledwie sekundę – ale mimo tak dużej prędkości był równie dokładny co pomiar przy użyciu standardowej techniki dozowania.
Zalety, zalety…
To nie pierwsza propozycja alternatywnej metody dozowania. Wcześniejsze techniki nie sprawdzały się jednak, ponieważ duża dynamika osadzania kropli powodowała, że dochodziło do zwilżenia również obszaru wokół kropli. Prowadziło to do przekłamania wyników – otrzymane wartości kąta zwilżania były niższe niż w rzeczywistości. Metoda Liquid Needle rozwiązuje ten problem, ponieważ wylot rozpylacza jest tak wąski w porównaniu z rozmiarami kropli, że nie dochodzi do zwilżenia obszaru dookoła w stopniu większym niż przy tradycyjnym dozowaniu igłowym.
Mało tego – jak przekonują badacze, pod pewnymi względami nowa technika jest nawet bardziej niezawodna niż standardowa igła. W tej tradycyjnej metodzie osoba obsługująca sprzęt może bowiem niechcący zwiększyć dynamikę kropli, upuszczając ją na powierzchnię ze zbyt dużą prędkością lub z nieodpowiedniej wysokości. Wówczas również pomiar traci na dokładności. W przypadku Liquid Needle, dzięki zautomatyzowaniu całego procesu, problem ten nie istnieje.
I jeszcze jedna zaleta – przy użyciu nowej techniki znacznie łatwiejsze jest badanie kąta zwilżania na materiałach hydro- i superhydrofobowych. Ponieważ silnie odpychają one ciecze, umieszczenie na ich powierzchni kropli przy pomocy tradycyjnej igły może sprawiać spore problemy.
Już wkrótce – dostępna na sprzęcie stacjonarnym
Podsumowując – technika Liquid Needle łączy szybkość pomiaru z wysoką dokładnością, eliminuje problem zwilżania obszaru dookoła kropli, zwiększając niezawodność pomiaru, i upraszcza dozowanie na podłożach odpychających ciecze. Może być więc z powodzeniem wykorzystywana w praktyce laboratoryjnej. Póki co firma Krüss stosuje ją na mobilnym sprzęcie testującym MSA (Mobile Surface Analyzer), wkrótce jednak będzie również dostępna na urządzeniach stacjonarnych.
Źródło: european-coatings.com
