Een groep onderzoekers van de Aalto University in Finland en de Sun Yat-sen University in China biedt een gestandaardiseerde aanpak om de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van contacthoekmetingen van oppervlakken te verbeteren.

Weten hoe oppervlaktematerialen omgaan met vloeistoffen is cruciaal voor alles, van printen tot het herstellen van olievlekken uit water. In staat zijn om nauwkeurig en betrouwbaar de kleinste details van bevochtiging te analyseren, dat wil zeggen, hoe een vloeistof hecht aan of glijdt van een bepaald oppervlaktemateriaal - is essentieel bij het ontwerpen van materialen in veel takken van industrie.

In hun paper gepubliceerd in Natuurprotocollen , onderzoekers van Aalto University en Sun Yat-sen University presenteren een rigoureuze methodologie voor het meten van bevochtiging. Ze stellen het voor als een universele procedure voor de onderzoeksgemeenschap om betrouwbare gegevens te verkrijgen, waardoor vergelijking tussen onderzoeksgroepen mogelijk wordt om de ontwikkeling van nieuwe bevochtigingsmaterialen te bevorderen.

De meest gebruikelijke manier om bevochtiging te bestuderen, is door de vorm van een druppel te meten, in het bijzonder de contacthoek tussen een vast oppervlak en een vloeistofdruppel, als ze in contact komen. Deze methode werd oorspronkelijk in 1805 ontwikkeld door Thomas Young. Een lage contacthoek betekent dat de vloeistof zich zal verspreiden en zich aan het oppervlak zal hechten; een hoge contacthoek, in tegenstelling tot, betekent dat het oppervlak de vloeistof afstoot.

Een contacthoekmeting lijkt misschien bedrieglijk eenvoudig uit te voeren, maar het is veeleisend voor onderzoekers om zinvolle en betrouwbare gegevens te verkrijgen. Echte oppervlakken kunnen niet goed worden beschreven door een enkele waarde van een statische contacthoek, behalve misschien gevallen waarin de vaste stof atomair glad is en vrij van chemische onzuiverheden. De werkelijke omstandigheden waarvoor materialen zijn ontworpen, voldoen zelden aan dergelijke eisen, Hoewel.

"Wat we in plaats daarvan moeten doen, is een paar voortschrijdende en terugtrekkende contacthoeken meten van een druppel die groeit en krimpt op een oppervlak. Veel publicaties over bevochtiging, echter, rapporteren nog steeds slechts een enkele waarde van een statische contacthoek, en daarom gebrek aan nauwkeurigheid en betrouwbaarheid bij het uitleggen hoe de vloeistof zich daadwerkelijk op het oppervlak gedraagt, " zegt Tommi Huhtamäki, promovendus en hoofdauteur van het werk.

"We zijn omringd door vitale materialen waarvan de bevochtigingseigenschappen met precisie moeten worden ontworpen. Contacthoeken worden geëvalueerd in prestatie- en duurzaamheidstests van materialen, van gebouwen en vliegtuigen tot bloedtestapparaten. Het is cruciaal dat we in staat zijn om onderzoek te doen gebaseerd op gedeelde en betrouwbare standaarden, " zegt Robin Ras, Professor aan de Universiteit van Aalto.