粒子-气泡相互作用:通过原子力显微镜对三相接触线的研究
Jan Nicklas1, Lisa Ditscherlein1, Urs A Peuker1
1TU Bergakademie Freiberg, Institute of Mechanical Process Engineering and Mineral Processing, Agricolastraße 1, 09599 Freiberg, Germany.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|September 14, 2023
概括
这项研究引入了一种使用原子力显微镜 (AFM) 分析浮动中的粒子-泡相互作用的新方法. 它准确地确定了接触角度和泡形状,没有事先的假设.
科学领域:
- 合体和表面科学科学
- 材料科学是一种材料科学.
- 化学工程是化学工程的组成部分.
背景情况:
- 粒子-泡泡相互作用对于漂浮过程中的聚合物稳定性至关重要.
- 体探针原子力显微镜 (CP-AFM) 是研究这些相互作用的关键技术.
- 现有的方法通常依赖于关于接触角度的假设,限制了准确性.
研究的目的:
- 开发一种用于分析粒子-泡相互作用期间三相接触线的动态的新方法.
- 使用AFM力-距离曲线准确确定接触角度,三相接触线位置和泡形状.
- 为了克服以前方法的局限性,避免假设恒定的接触或打开角度.
主要方法:
- 利用AFM力-距离曲线的全部信息,包括力,探头位置和完成的工作.
- 结合的粒子力平衡与表达式,用于移动三相接触线的工作.
- 该方法应用于水性SiO2和Al2O3的合式探头颗粒与气泡 (半径为45-80微米) 相互作用.
主要成果:
- 成功获得了接触角度,粒子上的三相接触线位置和泡形状.
- 证明了一种独立于关于恒定接触或开口角度的假设的方法.
- 通过实验性AFM力量距离测量验证了该技术.
结论:
- 开发的方法提供了更准确,更全面地分析浮动中的粒子-泡相互作用.
- 这一进步提高了对聚合物稳定性和漂浮效率的理解.
- 该技术适用于各种疏水颗粒和与工业过程相关的气泡大小.
