界面流變儀是一種用于測量兩種不相溶液體之間動(dòng)態(tài)表/界面張力的精密儀器。它通過對液體或氣泡的輪廓進(jìn)行數(shù)值分析，結(jié)合流體力學(xué)和界面力學(xué)原理，實(shí)現(xiàn)對表/界面張力的精確測量。
儀器通過觀察和分析液體或氣泡的輪廓，利用Young-Laplace方程計(jì)算表/界面張力。具體步驟如下：
輪廓捕捉：使用高速攝像頭或光學(xué)系統(tǒng)捕捉液滴或氣泡的輪廓形狀。
數(shù)值分析：基于液滴或氣泡的幾何形狀，結(jié)合密度、重力、壓力等參數(shù)，利用數(shù)值方法（如擬合算法）求解Young-Laplace方程，得到表/界面張力。
動(dòng)態(tài)測量：通過實(shí)時(shí)監(jiān)測液滴或氣泡輪廓的變化，可以測量動(dòng)態(tài)表/界面張力，反映界面張力隨時(shí)間或外界條件（如溫度、濃度）的變化。
2.界面流變儀關(guān)鍵技術(shù)
高速攝像與圖像處理：
使用高分辨率攝像頭捕捉液滴或氣泡的輪廓，確保輪廓數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
通過圖像處理算法（如邊緣檢測、曲線擬合）提取輪廓特征。
壓力控制：
通過施加可控的壓力（如加壓或減壓）改變液滴或氣泡的形狀，研究表/界面張力與壓力的關(guān)系。
溫度控制：
配備恒溫系統(tǒng)，研究表/界面張力隨溫度的變化規(guī)律。
振蕩或擴(kuò)張技術(shù)：
通過振蕩液滴或氣泡的面積，測量界面的粘彈性模量，揭示界面膜的力學(xué)性能。
3.界面流變儀測量模式
通常支持多種測量模式，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景：
懸掛滴法：通過分析懸掛在毛細(xì)管末端的液滴輪廓，測量液-液界面張力。
氣泡壓力法：通過分析氣泡在液體中的輪廓，測量氣-液界面張力。
振蕩滴法：通過施加小幅度的振蕩，測量動(dòng)態(tài)界面張力和界面粘彈性。
擴(kuò)張流變學(xué)：通過改變液滴或氣泡的面積，研究界面膜的擴(kuò)張和收縮行為。
4.界面流變儀應(yīng)用領(lǐng)域
表面活性劑研究：
測量表面活性劑在液-液或氣-液界面的吸附動(dòng)力學(xué)和界面張力，優(yōu)化乳化、起泡等性能。
乳液與泡沫穩(wěn)定：
研究表面活性劑、蛋白質(zhì)或聚合物在界面上的流變行為，評估乳液和泡沫的穩(wěn)定性。
石油工業(yè)：
測量油水界面的動(dòng)態(tài)界面張力，優(yōu)化原油乳化和采收率。
生物醫(yī)學(xué)：
研究生物分子（如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)）在界面上的吸附和界面張力，為藥物遞送和生物材料設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
食品與化妝品：
分析食品乳化劑或化妝品配方中界面張力的變化，優(yōu)化產(chǎn)品穩(wěn)定性和質(zhì)地。
