La maggior parte delle teorie di energia libera di superficie hanno una base nella comprensione delle interazioni molecolari all’interfaccia liquido-solido.
l’equazione di Young uniti
dove ysv è l’energia libera superficiale, ysl è la tensione interfacciale tra il liquido e il solido, ylv è la tensione superficiale del liquido, e θY è l’angolo di contatto su una superficie. Di questi, la tensione superficiale del liquido e l’angolo di contatto possono essere facilmente misurati. La tensione interfacciale tra il solido e il liquido è la proprietà che ha causato molto dibattito negli ultimi due secoli.
Al momento, il rapporto di tensione interfacciale più utilizzato si basa su quello presentato da Girifalco e Good.
, dove si assume φ = 1. Questa è la base delle teorie SFE più utilizzate ancora oggi.
Owen, Wendt, Rabel e Kaelble (OWRK) metodo
OWRK è il metodo di energia libera di superficie più utilizzato. Separa le interazioni all’interfaccia liquido-solido in dispersivo e polare. L’idea che la quantità della tensione interfacciale sia determinata da varie interazioni interfacciali che dipendono dalle proprietà sia del liquido di misurazione che della superficie solida è stata presentata da Fowkes. Ha ipotizzato che l’energia libera di superficie di un solido e la tensione superficiale di un liquido sia una somma di interazioni indipendenti come dispersione, polare, idrogeno (correlato ai legami idrogeno), induzione e componenti acido-base. Nel metodo OWRK, l’approccio multicomponente è accettato ma le interazioni sono divise in dispersive e polari, solo. Le interazioni polari contengono quindi tutte le altre interazioni (eccetto quelle dispersive) menzionate sopra.
Metodo Wu
Wu concordato con Owen et al. e ha diviso l’energia libera di superficie nelle componenti dispersive e polari. Egli, tuttavia, ha usato una media armonica delle interazioni interfacciali invece di uno geometrico. La tensione interfacciale potrebbe quindi essere scritta come
Teoria Van Oss – Chaudhury – Good (vOCG)
La teoria più recente è stata sviluppata da Van Oss, Chaudhury e Good. Hanno diviso le interazioni nelle interazioni a lungo raggio che includono le interazioni di Londra, Keesom e Debye. Questo componente è chiamato componente Lifshitz-van der Waals (yLW) ed è equivalente alla parte dispersiva della teoria OWRK. L’altra parte contiene interazioni a corto raggio chiamate componente acido-base (yAB) che è diviso in acido (γ+) e base (γ-) costituisce.
Questa teoria, a volte chiamata anche teoria acido-base è la seconda teoria dell’energia libera di superficie più utilizzata. In particolare è stato utilizzato per esaminare le interazioni di proteine (e altri biopolimeri) con solidi idrofobi.
