3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
2.2.5. Phương pháp đo góc thấm ướt
Khoa học bề mặt là một bộ môn quan trọng mà cơ sở của nó dựa trên năng lượng bề mặt, sức căng bề mặt, lực mao quản, độ thấm ướt, sự bám dính và phức tạp hơn nữa là nhiệt động học bề mặt và sự tương tác giữa các phân tử ở bề mặt.
Hình 2.6. Mô phỏng sự tương tác của nước với bề mặt khác nhau
Về nguyên lý của phương pháp: Nhỏ giọt nước lên bề mặt vật liệu cần xác định, bộ phận ghi hình sẽ thu được hình ảnh và ảnh sẽ quan sát được trên màn hình máy tính khi đó góc tiếp xúc được xác định bằng công thức:
θ = 90 − tan−1( r−b
√2rb−b2) (2.16) Trong đó:
r là bán kính của giọt nước; b là chiều cao của giọt nước.
Hình 2.7. Góc thấm ướt
θ
Bề mặt kị nước Bề mặt ưa nước
Góc tiếp xúc (contact angle) mà ta có thể quan sát dễ dàng từ các giọt nước trên các loại bề mặt là một lượng dễ đo đạc nhưng cũng là một biến số vĩ mô cực kỳ quan trọng biểu hiện những tương tác giữa các phân tử nước và phân tử của bề mặt chất rắn. Tính thấm ướt hay độ thấm ướt có ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ dòng chảy, hiện tượng fouling và thời gian hoạt động có hiệu quả của màng. Giá trị góc tiếp xúc thấp biểu thị tính chất ưa nước của vật liệu, tức là, ái lực cao của các phân tử nước đối với chất nền. Ngược lại, góc tiếp xúc cao hơn cho biết tính chất kỵ nước của bề mặt.
Thực nghiệm: Phòng Phòng thí nghiệm Hóa lý ứng dụng và Công nghệ Môi trường, Khoa Kỹ thuật Hóa học, K.U. Leuven.