majoritatea teoriilor energiei libere de suprafață au o bază în înțelegerea interacțiunilor moleculare la interfața lichid-solid.
ecuația lui Young afirmă
, unde ysv este energia liberă de suprafață, ysl este tensiunea interfacială dintre lichid și solid, ylv este tensiunea superficială a lichidului, iar YLV este unghiul de contact pe o suprafață. Dintre acestea, tensiunea superficială a lichidului și unghiul de contact pot fi măsurate cu ușurință. Tensiunea interfacială dintre solid și lichid este proprietatea care a provocat multe dezbateri în ultimele două secole.
în acest moment, cea mai utilizată relație de tensiune interfacială se bazează pe cea prezentată de Girifalco și Good.
, unde se presupune că este vorba de 1. Aceasta este baza celor mai utilizate teorii SFE încă astăzi.
metoda Owen, Wendt, Rabel și Kaelble (OWRK)
OWRK este cea mai utilizată metodă de energie fără suprafață. Separă interacțiunile la interfața lichid-solid în dispersiv și polar. Ideea că cantitatea tensiunii interfaciale este determinată de diferite interacțiuni interfaciale care depind atât de proprietățile lichidului de măsurare, cât și de suprafața solidă a fost prezentată de Fowkes. El a presupus că energia liberă de suprafață a unui solid și tensiunea superficială a unui lichid este o sumă de interacțiuni independente, cum ar fi dispersia, polarul, hidrogenul (legat de legăturile de hidrogen), inducția și componentele acido-bazice. În metoda OWRK, abordarea multicomponentă este acceptată, dar interacțiunile sunt împărțite numai în dispersive și polare. Interacțiunile polare conțin apoi toate celelalte Interacțiuni (cu excepția celor dispersive) menționate mai sus.
metoda Wu
Wu a fost de acord cu Owen și colab. și a împărțit energia liberă de suprafață în componente dispersive și polare. Cu toate acestea, el a folosit o medie armonică a interacțiunilor interfaciale în loc de una geometrică. Tensiunea interfacială ar putea fi apoi scrisă ca
teoria Van Oss – Chaudhury – good (vOCG)
cea mai nouă teorie a fost dezvoltată de Van Oss, Chaudhury și Good. Ei au împărțit interacțiunile în interacțiunile pe distanțe lungi, care includ interacțiunile Londra, Keesom și Debye. Această componentă se numește componenta Lifshitz-van der Waals (yLW) și este echivalentă cu partea dispersivă a teoriei OWRK. Cealaltă parte conține Interacțiuni cu rază scurtă de acțiune numite componenta acido-bazică (yAB) care este împărțită în acid (sec+) și bazic (sec -) constituie.
această teorie, uneori numită și teoria acido-bazică, este a doua cea mai utilizată teorie a energiei libere de suprafață. Acesta a fost utilizat în special pentru a analiza interacțiunile proteinelor (și a altor biopolimeri) cu solidele hidrofobe.
