a felszíni szabad energia elméletek többségének alapja van a folyékony-szilárd határfelület molekuláris kölcsönhatásainak megértésében.
Young egyenlete kimondja:
, ahol ysv a felület szabad energiája, ysl a folyadék és a szilárd anyag közötti határfelületi feszültség, ylv a folyadék felületi feszültsége, és xhamy a felület érintkezési szöge. Ezek közül a folyadék felületi feszültsége és az érintkezési szög könnyen mérhető. A szilárd anyag és a folyadék közötti határfelületi feszültség az a tulajdonság, amely sok vitát váltott ki az elmúlt két évszázadban.
jelenleg a leggyakrabban használt határfelületi feszültségkapcsolat a Girifalco és a Good által bemutatottakon alapul.
, ahol feltételezzük, hogy 6 = 1. Ez az alapja a ma is leggyakrabban használt SFE elméleteknek.
Owen, Wendt, Rabel és Kaelble (OWRK) módszer
az OWRK a leggyakrabban használt felületmentes energia módszer. A folyadék-szilárd határfelületen lévő kölcsönhatásokat diszperzív és polárisra osztja. Fowkes bemutatta azt az elképzelést, hogy a határfelületi feszültség mennyiségét különféle határfelületi kölcsönhatások határozzák meg, amelyek mind a mérőfolyadék, mind a szilárd felület tulajdonságaitól függenek. Feltételezte, hogy a szilárd anyag felületi szabad energiája és a folyadék felületi feszültsége független kölcsönhatások, például diszperzió, poláris, hidrogén (hidrogénkötésekkel kapcsolatos), indukció és sav-bázis komponensek összege. Az OWRK módszerben a többkomponensű megközelítés elfogadott, de a kölcsönhatások csak diszperzív és polárisak. A poláris kölcsönhatások tartalmazzák a fent említett összes többi kölcsönhatást (a diszperzív kivételével).
Wu módszer
Wu egyetértett Owen et al. és felosztotta a felszíni szabad energiát diszperzív és poláris komponensekre. Ő, azonban, geometriai helyett a határfelületi kölcsönhatások harmonikus átlagát használta. A határfelületi feszültség így írható:
van Oss – Chaudhury – Good (vOCG) elmélet
a legújabb elméletet Van Oss, Chaudhury és Good fejlesztette ki. Az interakciókat hosszú távú interakciókra osztották, amelyek magukban foglalják a London, Keesom és Debye interakciókat. Ezt a komponenst Lifshitz-van der Waals komponensnek (YLW) nevezik, és egyenértékű az OWRK elmélet diszperzív részével. A másik rész rövid hatótávolságú kölcsönhatásokat tartalmaz, az úgynevezett sav-bázis komponenst (yAB), amely savas (CA+) és bázikus (CA-) alkotórészekre oszlik.
Ez az elmélet, amelyet néha sav-bázis elméletnek is neveznek, a második leggyakrabban használt felszíni szabad energia elmélet. Különösen a fehérjék (és más biopolimerek) hidrofób szilárd anyagokkal való kölcsönhatásának vizsgálatára használták.
