Determinazione dell’energia libera superficiale (SFE)
Sempre più contesti industriali richiedono informazioni precise relative all’angolo di contatto di un liquido con una determinata superficie, per poterne caratterizzare le proprietà in modo coerente. Questo vale sicuramente in ambito ceramico in virtù delle caratteristiche di porosità di alcuni materiali.
Rispetto al valore dell’angolo di contatto (CA) di un singolo liquido, l’energia libera superficiale (SFE) è in generale un indice migliore per la caratterizzazione delle proprietà superficiali in termini di bagnabilità e adesione, permettendo di avere un quadro più completo rispetto alle interazioni molecolari che avvengono su una superfice solida, soprattutto se consideriamo le interazioni dispersive e polari.
Come viene calcolata l’energia libera di superficie
Normalmente l’SFE viene calcolata utilizzando 2 o più liquidi di prova misurati in sequenza. Questo prevede la necessità di avere unità di dosaggio e superficie del campione da cambiare e riposizionare per poter riavviare la misura dell’angolo di contatto.
Il risultato è una misura di SFE, molto più complessa di una singola misura di CA, proprio perché richiede una serie di passaggi reiterati che vengono svolti manualmente o automaticamente.
Il modulo di introduzione Duo-Drop (DD) di Lauda permette di effettuare la misura dell’SFE in modo semplice e veloce, in due diverse configurazioni:
- Una che prevede una doppia erogazione automatica costruita proprio per questo scopo (Modulo Addd30 – Figura 1)
- Una che utilizza due unità di dosaggio automatico standard (Addu30/Aduv30).
L’unità Addd30 è costituita da due siringhe che possono erogare volumi e liquidi diversi. Due gocce da ognuna delle due siringhe (con volume uguale o differente) vengono erogate sulla stessa superficie nello stesso momento: dai valori dell’angolo di contatto determinati per i due diversi liquidi, può essere immediatamente calcolato l’SFE in base al metodo di calcolo impostato in precedenza. (Figura 2)
La stessa procedura può essere realizzata anche raggruppando due unità di distribuzione automatica standard, come 2 Addu30, 2 Advu30 oppure 1 Addu30 e 1 Advu30.
Prima dell’inizio della misura vanno impostati sia le proprietà dei liquidi e delle siringhe che il metodo da utilizzare per il calcolo dell’SFE; lo strumento lavorerà in completa autonomia eseguendo un doppio dosaggio e fornendo alla fine sia il risultato di CA per i singoli liquidi sia il valore di SFE (Figura 3). Il sistema può avere diversi gradi di automatismo e le funzionalità disponibili nel metodo permettono di definire l’esecuzione dell’analisi in modo molto personalizzato; ad esempio, è possibile regolare lo spazio tra le due gocce per consentire la misura con gocce con un’ampia gamma di dimensioni, dai sub-microlitri fino ai microlitri.
Il sistema Lauda LSA permette di lavorare in modo semplice ed efficace per la determinazione sia del CA che dell’SPE.
