mercoledì 14 settembre 2016

La tensione superficiale attraverso la DSA (drop shape analysis)

Perché usare qualcosa di così complesso come il profilo della goccia per misurare la tensione superficiale?
DSA ( drop shape analysis)  si basa sulla capacità di guardare una goccia senza dover entrare in contatto diretto con essa, e consente di effettuare la misura su tutti i tipi di sistemi, dai metalli fusi ai gas liquefatti in pressione o piccole gocce di emulsioni in cui la tensione superficiale è pari a 0,0001 mN / m.


La forma della goccia liquida che esce dall'ago della siringa, studiata da Laplace e Young nel 1802, è dovuta all'equilibrio tra la forza di gravità e la tensione superficiale.
La goccia può essere "pendente" oppure può risalire verso la superficie in un liquido più denso ( goccia sessile). E' possibile misurare sistemi gas / liquido o  liquido / liquido.

Nel Tracker della TECLIS , una sorgente di luce illumina un ago che rilascia la goccia . L'immagine viene catturata da una videocamera dotata di una lente telecentrica . Il "bordo" della goccia viene quindi digitalizzato per produrre una serie di valori X, Y per l'analisi.
L'ago che espelle la goccia è regolato per essere più verticale possibile: questo rende l'immagine della goccia simmetrica in modo che sia legittimo analizzarne solo metà. Durante la misurazione, il software genera un valore iniziale per la tensione superficiale ed il raggio della goccia (in alto o in basso) per produrre una serie di coordinate teoriche della caduta in base alla equazione di Young-Laplace. I valori iniziali di tensione superficiale e raggio della goccia vengono variati gradualmente e il processo viene ripetuto. Dopo un certo numero di iterazioni, si ottiene la minima differenza tra i valori teorici e sperimentali: questi saranno i valori di tensione superficiale e raggio goccia acquisiti come rislutato dell'analisi effettuata.
I parametri che Tracker può misurare sono:
  • Superficie o tensione interfacciale
  • elasticità interfacciale
  • reologia superficiale
  • Componenti di coesione solventi puri
  • Adesione in liquido-liquido o sistemi liquido-solido
  • Assorbimento di una superficie solida (angolo di contatto)
  • Caratteristiche di un tensioattivo
  • Adsorbimento di tensioattivi su una polvere