表面张力测量的垂滴法

表面张力测量在许多工业应用中都很重要。测量表面张力的方法有以下几种杜Noüy响Wilhelmy盘子和吊坠。前两种是基于力的方法，而垂坠滴是用光学张力计完成的。

垂坠是一种光学方法

表面和界面张力测量可以使用垂坠液滴形状分析进行光学。挂在针上的液滴的形状是由力的平衡决定的，其中包括所研究液体的表面张力。表面或界面张力与液滴形状的关系式为:

γ = ΔρgR₀/β

其中γ是表面张力，Δρ是流体之间的密度差，g是引力常数，R₀为顶点处的曲率半径，β为形状因子。β可以通过Young-Laplace方程定义，表示为如图所示的3维一阶方程。

使用迭代近似的现代计算方法允许找到Young-Laplace方程的解。因此，可以确定任何两种密度已知的不混相流体之间的表面或界面张力。对于光学张力测量，液滴的大小很重要，它应该具有撕裂或垂坠形状。必须小心确保针尖不会影响液滴形状。当测量表面张力时，液体和气体(通常是空气)之间的密度差足够大，通常在5 μl到20 μl之间的体积就足以提供垂坠或撕裂形状。当测量界面张力时，密度差和界面张力都会影响所需的体积，以实现垂坠或撕裂形状的下降。作为指导原则，密度差越小，所需的体积就越大。

与基于力的方法相比，垂坠下降的好处

基于力的方法在某种程度上更为成熟，并且几个标准用杜诺 y环法描述表面张力测量。然而，由于该方法可以提供各种好处，垂坠方法越来越受欢迎。

1.样本量小

当可用的样品体积很小时，垂滴法特别适用。以力为基础的方法，最小的样品体积最多是几毫升，但在垂滴下，大约100 μl甚至更小就足以进行测量。这一点很重要，例如在测量体积通常有限的生物样品时。当测量有害样品时，小样本量也是有益的。

2.易于液体处理

垂滴法可以通过使用一次性吸管头来完成。样品可以很容易地被吸到移液器上。测量后，可以改变移液器的尖端。这降低了样品中含有污染物的风险。它还使粘性样品(如油漆和胶水)的测量更容易和更快，因为测量完成后不需要清洁测量杯和探头。

3.探头质量不影响检测结果

基于力的方法利用测量探头，即Du noy环或Wilhelmy板进行测量。探针的尺寸对于成功测量表面和界面张力至关重要。探头有些易碎，需要小心处理，以确保探头的形状和尺寸正确。使用pendant drop方法，这不是问题，因为该方法基于自由悬挂的drop形状。

4.在测量接触角前检查液体的纯度

垂坠测量也可以很容易地与接触角测量相结合。因此，可以在接触角测量之前检查所用液体的纯度。在OneAttension软件中，可以确定所用液体的可接受表面张力范围。当进行接触角测量时，软件会在液滴沉积前自动检查液体的纯度。