$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Określenie równowagowego napięcia powierzchniowego (EST) lub równowagowego napięcia międzyfazowego (EIFT) danego granicy faz powietrze/woda lub olej/woda jest krytycznym krokiem dla zastosowań w szerokim zakresie obszarów przemysłowych, takich jak detergenty, zwiększony odzysk oleju, produkty konsumenckie i farmaceutyki1,2,3,4. Takie wartości naprężenia powinny być wyznaczane pośrednio na podstawie dynamicznego napięcia powierzchniowego (DST) lub dynamicznego napięcia międzyfazowego (DIFT), ponieważ tylko wartości naprężeń dynamicznych są bezpośrednio mierzalne. Dynamiczne wartości napięcia powierzchniowego (tj. pomiar wartości napięcia w funkcji czasu) są wyznaczane w regularnych odstępach czasu. Wartości naprężenia równowagowego uważa się za określone, gdy wartości czasu letniego są w stanie ustalonym. Wartości napięcia powierzchniowego rzeczywistej równowagi są lepiej ustalone, gdy są odporne na zakłócenia5. Kilka obserwacji relaksacji naprężeń po ściskaniu powierzchni zostało wcześniej zgłoszonych przez Millera i Lunkenheimera, którzy użyli dwóch klasycznych metod tensjometrycznych, pierścienia Du Noüya i metody płytki Wilhelmy'ego6,7,8. Metody te są mniej dokładne niż te użyte w tym badaniu, a czas letni był mierzony co kilka minut. Opracowano wiele technik pomiaru wartości napięcia powierzchniowego (ST) lub napięcia międzyfazowego (IFT) interfejsów, ale istnieje tylko kilka technik, które można wykorzystać do pomiaru wartości czasu letniego lub DIFT i pozwalają na zastosowanie perturbacji w celu przetestowania stabilności nabytych wartości napięcia w stanie ustalonym9. Jeśli roztwór wodny zawiera mieszaniny środków powierzchniowo czynnych, a jeden ze składników adsorbuje się znacznie szybciej niż pozostałe, może dojść do chwilowego plateau w krzywych DST 10. Wtedy przedstawione metody mogą nie działać dobrze w krótkich skalach czasowych jak w przypadku surfaktantów jednoskładnikowych, ale nadal mogą działać, jeśli procedury zostaną nieco rozszerzone na dłuższe skale czasowe.
Opisane tutaj protokoły pokazują reprezentatywne dane tylko dla wartości napięcia powierzchniowego roztworu powietrznego/wodnego. Protokoły te mają jednak również zastosowanie do IFT roztworu wodnego w stosunku do drugiej cieczy, takiej jak olej, który nie miesza się z roztworem wodnym i ma mniejszą gęstość niż roztwór wodny. Poniżej przedstawiamy dwie solidne metody, które spełniają te kryteria, metodę pojawiających się pęcherzyków (EBM) i metodę wirujących pęcherzyków (SBM). W obu metodach określa się wartości ST, które są oparte na kształtach pęcherzyków i nie wymagają informacji o kącie zwilżania, co może wprowadzać znaczne niepewności i błędy do pomiarów. W przypadku EBM zaburzenia obszaru są wprowadzane przez nagłą zmianę objętości pęcherzyka wyłaniającego się z końcówki igły strzykawki. W przypadku SBM zmiany częstotliwości rotacji próbek są wykorzystywane do perturbacji obszarowych. Szczegółowe protokoły mają na celu wskazanie badaczom w tej dziedzinie, aby mogli uniknąć typowych błędów lub błędów w tensjometrii dynamicznej i równowagowej oraz pomóc w zapobieganiu niedokładnym interpretacjom uzyskanych danych.