O quanto o fio de cabelo fica suscetível à umidade? Quão compatível é uma fibra mineral com o polímero de um material compósito? Uma fibra têxtil imprime bem? As respostas a essas questões aparentemente não relacionadas são fornecidas pelas medições do ângulo de contato em fibras biológicas, minerais ou sintéticas.

As medições do ângulo de contato são fundamentais para compreender uma ampla gama de fenômenos relacionados à interação entre materiais sólidos e líquidos. O ângulo de contato é definido como o ângulo formado entre a superfície de um líquido e a superfície sólida adjacente, onde eles se encontram. Essa medida é crucial em várias áreas, desde a ciência dos materiais até a biologia, fornecendo insights valiosos sobre propriedades como molhabilidade, adesão e até mesmo a estrutura interna de materiais fibrosos.

No contexto das fibras biológicas, como o cabelo, a pele ou a celulose, as medições do ângulo de contato são essenciais para entender como esses materiais interagem com a água, óleos ou outros fluidos biológicos. Por exemplo, no desenvolvimento de produtos cosméticos, compreender o ângulo de contato do cabelo com diferentes formulações de xampus ou condicionadores pode influenciar a eficácia desses produtos na hidratação ou na redução do frizz.

No campo das fibras minerais, como as encontradas em geotêxteis ou em materiais de construção, as medições do ângulo de contato são cruciais para entender como esses materiais interagem com líquidos presentes em seu ambiente, como água subterrânea ou soluções de tratamento de solo. Isso pode afetar propriedades como permeabilidade, resistência à tração e durabilidade desses materiais.

Já nas fibras sintéticas, como polímeros utilizados na fabricação de tecidos técnicos, filtros industriais ou materiais biomédicos, as medições do ângulo de contato desempenham um papel importante na otimização de processos de fabricação e no desenvolvimento de novos materiais com propriedades específicas de molhabilidade e adesão.

Com o novo método do Menisco realizado pela família de produtos Drop Shape Analyzer, a KRÜSS resolve essa tarefa de medição do ângulo de contato opticamente.

DSA 100

Método de medição óptica preciso

Numa medição do Menisco, a amostra de fibra é imersa verticalmente numa fase líquida. Pode ser um líquido de teste padrão ou uma amostra diretamente relevante para a questão, como uma tinta, por exemplo. A força capilar cria um menisco ao longo da fibra, que forma um ângulo de contato característico no ponto trifásico (sólido-líquido-gasoso) que depende da molhabilidade.

Este ângulo de contato é determinado pela câmera de alta resolução do Drop Shape Analyzer utilizada e pelo algoritmo de avaliação preciso do software ADVANCE.

Um método, muitas respostas

Quando equipado com uma alimentação controlada por software, o ângulo de contato também pode ser determinado durante a imersão e a retirada, a fim de registrar o processo de umedecimento com base no ângulo de avanço e recuo.

Isto permite, por exemplo, tirar conclusões sobre a absorção do líquido na fibra. Os resultados com vários líquidos de teste abrem caminho para o cálculo da energia livre de superfície para estabelecer um perfil de molhabilidade e adesão a líquidos polares (semelhantes à água) ou não polares (semelhantes ao óleo).

Além disso, a mesma configuração de teste pode ser usada para determinar opticamente o diâmetro da fibra.

Mais flexibilidade para medição de ângulo de contato óptico

Até agora, os ângulos de contato das fibras foram medidos principalmente com base na força de molhamento usando tensiômetros. Graças ao acesso óptico agora disponível, os usuários de um Analisador de Forma de Gota podem resolver muitos problemas relacionados à fibra com pouco investimento, alternando rapidamente entre o novo método e a medição padrão na gota séssil.

O acessório de suporte de fibra fácil de usar SH3220 com um conjunto de preparação de amostras já está disponível. O módulo de menisco associado está disponível para a nova versão 1.18 do nosso software ADVANCE.

Entre em contato com a Láctea Científica e conheça a linha de produtos da KRÜSS para análise de ângulo de contato.