表面张力是液体表层内的一种效应,其表现类似于弹性薄片。表面张力效应使昆虫能够在水面行走,水滴能够聚集成水珠。当液体与固体接触产生这种效应时,就称为表面张力。当这种效应出现在两种液相之间时,则称为界面张力。在表面科学中,表面张力和界面张力均以毫牛顿每米(mN/m)为单位进行测量,通常用σ或γ表示。(1 mN/m = 1 达因/厘米 = 0.001N/m)。
表面张力源于液体中分子力的不平衡。在液体表面,液体分子相互吸引,并施加一个将自身拉在一起的净力。表面张力值高意味着分子倾向于强烈相互作用。表面张力值低意味着分子相互作用没那么强烈。
水具有较高的表面张力值,因为它具有高度的氢键。含有碘化物和羟基等极性基团的有机分子,其表面能略低于水。纯碳氢化合物的表面能更低,而含氟化合物的表面能非常低,这是因为氟原子不太容易共享电子,所以只存在色散相互作用。
水黾(如上图所示)依靠水的表面张力在溪流和池塘的水面上滑行而不会下沉。水相对较高的表面张力使其表面表现得像一层薄膜。在覆盖着细小毛发和细微纳米凹槽的蜡质垫状足部下方,水面会略微凹陷。这些特殊的不沾水的腿和脚,再加上极轻的体重,使水黾能够在水面上生存而不下沉。
ramé-hart DROPimage采用悬滴法和躺滴法测量表面张力和界面张力。DROPimage Advanced采用专利边缘追踪技术,精确捕捉并分析液滴尺寸和轮廓特征,以便使用Young-Laplace方程准确计算液体的表面张力。
当液滴相和外相为不互溶液体时,可测量界面张力,例如水中的油滴。DROPimage能够使用悬垂液滴和倒置液滴来测量界面张力。
与表面张力相关的是表面膨胀弹性,它通过轴对称液滴和气泡法测量,该方法利用由**振荡器**产生的悬滴、座滴和气泡的周期性振荡变形来实现。