większość teorii energii swobodnej powierzchni ma podstawę w zrozumieniu oddziaływań molekularnych na styku ciecz-ciało stałe.
równanie Younga stwierdza
, gdzie ysv jest swobodną energią powierzchniową, ysl jest napięciem międzyfazowym między cieczą a ciałem stałym, ylv jest napięciem powierzchniowym cieczy, a θ jest kątem kontaktu na powierzchni. Z nich można łatwo zmierzyć napięcie powierzchniowe cieczy i kąt zwilżenia. Napięcie międzyfazowe między ciałem stałym a cieczą jest właściwością, która wywołała wiele dyskusji w ciągu ostatnich dwóch stuleci.
obecnie najczęściej stosowana relacja napięcia międzyfazowego opiera się na relacji przedstawionej przez Girifalco i Good.
, gdzie przyjmuje się φ = 1. Jest to podstawa najczęściej używanych teorii SFE do dziś.
metoda Owena, Wendta, Rabela i Kaelble ’ a (OWRK)
metoda OWRK jest najczęściej stosowaną metodą powierzchniowej energii swobodnej. Oddziela interakcje na styku ciecz-ciało stałe na dyspersyjne i polarne. Pomysł, że ilość napięcia międzyfazowego zależy od różnych oddziaływań międzyfazowych, które zależą od właściwości zarówno cieczy pomiarowej, jak i powierzchni stałej, przedstawił Fowkes. Zakładał, że energia swobodna powierzchniowa ciała stałego i napięcie powierzchniowe cieczy jest sumą niezależnych oddziaływań, takich jak dyspersja, polar, Wodór (związany z wiązaniami wodorowymi), indukcja i składniki kwasowo-zasadowe. W metodzie OWRK przyjmuje się podejście wieloskładnikowe, ale interakcje dzieli się tylko na dyspersyjne i polarne. Oddziaływania polarne zawierają wtedy wszystkie inne oddziaływania (z wyjątkiem dyspersyjnych) wymienione powyżej.
metoda Wu
i podzielił powierzchnię wolnej energii na składniki dyspersyjne i polarne. Użył jednak średniej harmonicznej oddziaływań międzyfazowych zamiast geometrycznej. Napięcie międzyfazowe można wtedy zapisać jako
teoria Van Oss – Chaudhury – Good (vOCG)
najnowsza teoria została opracowana przez Van Ossa, Chaudhury ’ ego i Good. Podzielili interakcje na interakcje dalekiego zasięgu, które obejmują interakcje London, Keesom i Debye. Składnik ten nazywany jest składową Lifshitza-van der Waalsa (yLW) i jest odpowiednikiem części dyspersyjnej teorii OWRK. Druga część zawiera oddziaływania krótkiego zasięgu zwane składnikiem kwasowo-zasadowym (yAB), które dzieli się na kwaśne (γ+) i zasadowe (γ -).
ta teoria, czasami nazywana również teorią kwasowo-zasadową, jest drugą najczęściej stosowaną teorią energii swobodnej powierzchni. Został on szczególnie wykorzystany do przyjrzenia się interakcjom białek (i innych biopolimerów) z hydrofobowymi ciałami stałymi.
