Sessile drop technique
பொருள் அறிவியலில், செசைல் துளி நுட்பம் என்பது திடமான மேற்பரப்பு ஆற்றல்களின் தன்மைக்கு பயன்படுத்தப்படும் ஒரு முறையாகும், மேலும் சில சந்தர்ப்பங்களில், திரவ மேற்பரப்பு ஆற்றல்களின் அம்சங்கள். இந்த முறையின் முக்கிய முன்மாதிரி என்னவென்றால், திரவத்தின் ஒரு துளியை அறியப்பட்ட மேற்பரப்பு ஆற்றல் மற்றும் தொடர்பு கோணத்துடன் வைப்பதன் மூலம், திட அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பு ஆற்றலைக் கணக்கிட முடியும். இத்தகைய சோதனைகளுக்கு பயன்படுத்தப்படும் திரவம் ஆய்வு திரவம் என்று குறிப்பிடப்படுகிறது, மேலும் பல்வேறு ஆய்வு திரவங்களின் பயன்பாடு தேவைப்படுகிறது. மேற்பரப்பு ஆற்றல் ஒரு சதுர மீட்டருக்கு ஜூல்ஸ் அலகுகளில் அளவிடப்படுகிறது, இது திரவங்களின் விஷயத்தில் மேற்பரப்பு பதற்றத்திற்கு சமம், ஒரு மீட்டருக்கு நியூட்டன்களில் அளவிடப்படுகிறது. ஒரு திரவத்தின் ஒட்டுமொத்த மேற்பரப்பு பதற்றம்/ஆற்றலை டென்சியோமீட்டரைப் பயன்படுத்தி அல்லது பதக்க துளி முறை மற்றும் அதிகபட்ச குமிழி அழுத்த முறையைப் பயன்படுத்தி பல்வேறு முறைகள் மூலம் பெறலாம். ஆய்வு திரவம் மற்றும் திடமான மேற்பரப்பின் இடைமுகத்தில் உள்ள இடைமுக பதற்றம் கூடுதலாக பல்வேறு வகையான மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான சக்திகளின் விளைவாகக் கருதப்படலாம். எனவே, மேற்பரப்பு ஆற்றல்களை அவற்றை ஏற்படுத்தும் பல்வேறு தொடர்புகளின்படி பிரிக்கலாம், அதாவது சிதறல் காரணமாக மேற்பரப்பு ஆற்றல் (எ. கா. வான் டெர் வால்ஸ் சக்திகள்) மற்றும் பிற தொடர்புகள் (எ. கா. ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு, துருவ தொடர்புகள், அமில-கார இடைவினைகள் போன்றவை). அந்த இடைவினைகளில் சிலவற்றிற்கு இயலாமை என்று அறியப்படும் திரவங்களைப் பயன்படுத்துவது செசைல் துளி நுட்பத்திற்கு பெரும்பாலும் பயனுள்ளதாக இருக்கும் (அட்டவணை 1 ஐப் பார்க்கவும்). எடுத்துக்காட்டாக, அனைத்து நேரான ஆல்கேன்களின் மேற்பரப்பு பதற்றம் முற்றிலும் சிதறல் என்று கூறப்படுகிறது, மற்ற அனைத்து கூறுகளும் பூஜ்ஜியமாக உள்ளன. இது இயற்கணித ரீதியாக பயனுள்ளதாக இருக்கும், ஏனெனில் இது சில சந்தர்ப்பங்களில் ஒரு மாறியை நீக்குகிறது மற்றும் இந்த திரவங்களை அத்தியாவசிய சோதனை பொருட்களாக ஆக்குகிறது. ஒரு திட மற்றும் திரவத்திற்கான ஒட்டுமொத்த மேற்பரப்பு ஆற்றல், பாரம்பரியமாக வெறுமனே கருதப்படும் கூறுகளின் கூட்டுத்தொகையாக கருதப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, மேற்பரப்பு ஆற்றலின் உட்பிரிவை சிதறல் தொடர்புகள் மற்றும் துருவ தொடர்புகளின் பங்களிப்புகளில் விவரிக்கும் சமன்பாடு σS என்பது திடத்தின் மொத்த மேற்பரப்பு ஆற்றல், σSD மற்றும் σSP முறையே திட மேற்பரப்பு ஆற்றலின் சிதறல் மற்றும் துருவ கூறுகள், σL என்பது திரவத்தின் மொத்த மேற்பரப்பு பதற்றம்/மேற்பரப்பு ஆற்றல், மற்றும் σLD மற்றும் σLP முறையே மேற்பரப்பு பதற்றத்தின் சிதறல் மற்றும் துருவ கூறுகள். டென்சியோமீட்டர் மற்றும் பதக்க துளி நுட்பங்களுக்கு கூடுதலாக, ஒரு திரவத்தின் அறியப்பட்ட மொத்த மேற்பரப்பு ஆற்றலை அதன் கூறுகளாகப் பிரிக்க சில சந்தர்ப்பங்களில் செசைல் துளி நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தலாம். பாலிடெட்ராஃப்ளூரோஎதிலீன் (பி. டி. எஃப். இ) போன்ற துருவ தொடர்புகளுக்கு இயலாததாகக் கருதப்படும் ஒரு குறிப்பு திட மேற்பரப்பை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் மேற்கண்ட யோசனையை மாற்றியமைப்பதன் மூலம் இது செய்யப்படுகிறது. தொடர்பு கோணம் என்பது திரவ/திட இடைமுகம் மற்றும் திரவ/காற்று இடைமுகத்தின் குறுக்குவெட்டு மூலம் உருவாக்கப்பட்ட கோணமாக வரையறுக்கப்படுகிறது. இது திடமான மாதிரியின் மேற்பரப்புக்கும் நீர்த்துளியின் விளிம்பில் உள்ள நீர்த்துளியின் முட்டை வடிவத்தின் தொடுகோடுக்கும் இடையிலான கோணமாக மாற்றாக விவரிக்கப்படலாம். ஒரு உயர் தொடர்பு கோணம் குறைந்த திட மேற்பரப்பு ஆற்றல் அல்லது இரசாயன உறவைக் குறிக்கிறது. இது குறைந்த அளவு ஈரப்பதம் என்றும் குறிப்பிடப்படுகிறது. குறைந்த தொடர்பு கோணம் என்பது அதிக திட மேற்பரப்பு ஆற்றல் அல்லது இரசாயன தொடர்பு மற்றும் அதிக அல்லது சில நேரங்களில் முழுமையான ஈரப்பதத்தை குறிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, நீர்த்துளி ஒரு தட்டையான குழியாக மாறும்போது பூஜ்ஜிய டிகிரி தொடர்பு கோணம் ஏற்படும்; இது முழுமையான ஈரப்பதம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. தொடர்பு கோணத்தை அளவிடுதல் கோனியோமீட்டர் முறை ஒரு செசைல் வீழ்ச்சியின் தொடர்பு கோணத்தை அளவிடுவதற்கான எளிய வழி ஒரு தொடர்பு கோண கோனியோமீட்டருடன் உள்ளது, இது பயனரை தொடர்பு கோணத்தை பார்வைக்கு அளவிட அனுமதிக்கிறது. மாதிரி மேற்பரப்புக்கு மேலே வைக்கப்பட்டுள்ள ஒரு ஊசி மூலம் ஒரு நீர்த்துளி டெபாசிட் செய்யப்படுகிறது, மேலும் உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட கேமரா சுயவிவரம் அல்லது பக்கக் காட்சியிலிருந்து படத்தைப் பிடிக்கிறது. படம் பின்னர் கண் மூலம் (ஒரு முன்முனைப்புடன்) பகுப்பாய்வு செய்யப்படலாம் அல்லது பெரும்பாலும் பட பகுப்பாய்வு மென்பொருளைப் பயன்படுத்தி அளவிடப்படுகிறது. இந்த வகை அளவீடு நிலையான தொடர்பு கோண அளவீடு என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. தொடர்பு கோணம் மேற்பரப்பு வேதியியலால் மட்டுமல்லாமல் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மையாலும் பாதிக்கப்படுகிறது. தொடர்பு கோணத்திற்கு அடிப்படையான இளம் சமன்பாடு, மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை இல்லாத ஒரே மாதிரியான மேற்பரப்பைக் கருதுகிறது. மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை இருந்தால், நீர்த்துளி வென்செல் நிலையில் (ஒரே மாதிரியான ஈரப்பதம்), காசி-பாக்ஸ்டர் நிலையில் (பன்முக ஈரப்பதம்) அல்லது ஒரு இடைப்பட்ட நிலையில் இருக்கலாம். மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை மேற்பரப்பு வேதியியலால் ஏற்படும் ஈரப்பத நடத்தை அதிகரிக்கிறது. தொடர்பு கோண ஹிஸ்டெரெசிஸை அளவிடுவதற்காக, மெல்லிய நீர்த்துளியை படிப்படியாக அதிகரிக்க முடியும். அதிகபட்ச சாத்தியமான தொடர்பு கோணம் முன்னேறும் தொடர்பு கோணம் என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. ஈரப்பதம் ஏற்படும் வரை துளியிலிருந்து அளவை அகற்றுவதன் மூலம் குறைந்து வரும் தொடர்பு கோணத்தை அளவிட முடியும். குறைந்தபட்ச சாத்தியமான தொடர்பு கோணம் குறைந்து வரும் தொடர்பு கோணம் என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. தொடர்பு கோண ஹிஸ்டெரெசிஸ் என்பது முன்னேறும் மற்றும் குறைந்து வரும் தொடர்பு கோணத்திற்கு இடையிலான வேறுபாடு ஆகும். நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள் இந்த முறையின் நன்மை, அதன் ஒப்பீட்டளவில் நேரடியான தன்மையைத் தவிர, போதுமான பெரிய திடமான மேற்பரப்புடன், பன்முகத்தன்மையை தீர்மானிக்க மாதிரியில் பல்வேறு இடங்களில் பல நீர்த்துளிகளை டெபாசிட் செய்யலாம். தொடர்பு கோணத்தின் குறிப்பிட்ட மதிப்புகளின் இனப்பெருக்கம் மேற்பரப்பின் ஆற்றல் பண்புகளின் பன்முகத்தன்மையை பிரதிபலிக்கும். மாறாக, குறைபாடு என்னவென்றால், மாதிரி ஒரு நீர்த்துளிக்கு மட்டுமே போதுமானதாக இருந்தால், பன்முகத்தன்மையை தீர்மானிப்பது கடினம், அல்லது அதன் விளைவாக ஒரே மாதிரியாக கருதுவது கடினம். இது குறிப்பாக உண்மை, ஏனெனில் வழக்கமான, வணிக ரீதியாக கிடைக்கக்கூடிய கோனியோமீட்டர்கள் மேடைக்கு ஏற்ப அமைக்கப்பட்ட கேமரா/பின்னொளியை சுழற்றுவதில்லை, இதனால் தொடர்பு கோணத்தை இரண்டு புள்ளிகளில் மட்டுமே காட்ட முடியும்ஃ நீர்த்துளியின் வலது மற்றும் இடது விளிம்பு. இது தவிர, இந்த அளவீடு அதன் உள்ளார்ந்த அகநிலைத்தன்மையால் பாதிக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் கோடுகளின் இடம் பயனரால் படங்களைப் பார்ப்பதன் மூலமோ அல்லது பட பகுப்பாய்வு மென்பொருளின் கோடுகளின் வரையறையின் மூலமோ தீர்மானிக்கப்படுகிறது. வில்ஹெல்மி முறை தொடர்பு கோணத்தை அளவிடுவதற்கான ஒரு மாற்று முறை வில்ஹெல்மி முறையாகும், இது தொடர்பு கோணத்தின் மதிப்பாக மொழிபெயர்க்கக்கூடிய ஒரு சக்தியை அளவிட ஒருவித உணர்திறன் விசை மீட்டரைப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த முறையில், ஒரு விசை மீட்டரின் கையில் இணைக்கப்பட்டுள்ள கேள்விக்குரிய திடத்தின் ஒரு சிறிய தட்டு வடிவ மாதிரி, ஆய்வு திரவத்தின் குளத்தில் செங்குத்தாக நனைக்கப்படுகிறது (உண்மையில், ஒரு நிலையான விசை மீட்டரின் வடிவமைப்பு மாதிரியை கீழே கொண்டு வருவதற்குப் பதிலாக திரவத்தை மேலே கொண்டு வரும்), மேலும் திரவத்தால் மாதிரியின் மீது செலுத்தப்படும் விசை விசை விசை மீட்டரால் அளவிடப்படுகிறது. இந்த விசை பின்வரும் சமன்பாட்டின் மூலம் தொடர்பு கோணத்துடன் தொடர்புடையதுஃ இதில் F என்பது விசை மீட்டரால் அளவிடப்படும் மொத்த விசை, Fb என்பது திரவத்தை இடம்பெயரும் திட மாதிரியின் காரணமாக மிதக்கும் விசை, I என்பது ஈரமான நீளம், மற்றும் σ என்பது திரவத்தின் அறியப்பட்ட மேற்பரப்பு பதற்றம். நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள் இந்த முறையின் நன்மை என்னவென்றால், இது மிகவும் புறநிலை மற்றும் அளவீட்டு ஈரமான நீளத்தின் மீது இயல்பாகவே சராசரியாக இருக்கும் தரவை வழங்குகிறது. இது பன்முகத்தன்மையை தீர்மானிக்க உதவாது என்றாலும், இது தானாகவே மிகவும் துல்லியமான சராசரி மதிப்பைக் கொடுக்கும். அதன் குறைபாடுகள், கோனியோமீட்டர் முறையை விட மிகவும் சிக்கலானவை என்பதைத் தவிர, பொருத்தமான அளவின் மாதிரி நீரில் மூழ்கும் திசையில் ஒரு சீரான குறுக்குவெட்டுடன் தயாரிக்கப்பட வேண்டும், மேலும் ஈரமான நீளம் சில துல்லியத்துடன் அளவிடப்பட வேண்டும். கூடுதலாக, மாதிரியின் இரு பக்கங்களும் ஒரே மாதிரியாக இருந்தால் மட்டுமே இந்த முறை பொருத்தமானது, இல்லையெனில் அளவிடப்பட்ட தரவு இரண்டு முற்றிலும் மாறுபட்ட தொடர்புகளின் விளைவாக இருக்கும். கண்டிப்பாகச் சொல்வதானால், இது ஒரு மெல்லிய துளி நுட்பம் அல்ல, ஏனெனில் நாம் ஒரு நீர்த்துளிக்கு பதிலாக ஒரு சிறிய நீரில் மூழ்கும் குளத்தைப் பயன்படுத்துகிறோம். இருப்பினும், பின்வரும் பிரிவுகளில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள கணக்கீடுகள், மேற்பரப்பு ஆற்றலுடனான செசைல் துளி தொடர்பு கோணத்தின் உறவுக்காக பெறப்பட்டவை, அதேபோல் பொருந்தும். மேற்பரப்பு ஆற்றலைத் தீர்மானித்தல் மேற்பரப்பு ஆற்றல் வழக்கமாக கொடுக்கப்பட்ட மேற்பரப்பின் ஒரு அலகு பரப்பளவை உருவாக்கத் தேவையான வேலை என்று வரையறுக்கப்பட்டாலும், செசைல் துளி நுட்பத்தால் அதன் அளவீட்டிற்கு வரும்போது, மேற்பரப்பு ஆற்றல் சரியாக வரையறுக்கப்படவில்லை. செசைல் துளி நுட்பத்தின் மூலம் பெறப்பட்ட மதிப்புகள் கேள்விக்குரிய திடமான மாதிரியை மட்டுமல்லாமல், பயன்படுத்தப்படும் ஆய்வு திரவத்தின் பண்புகளையும், கணித ரீதியாக அளவுருக்கள் ஒன்றுக்கொன்று தொடர்புடைய குறிப்பிட்ட கோட்பாட்டையும் சமமாக சார்ந்துள்ளது. பல்வேறு ஆராய்ச்சியாளர்களால் உருவாக்கப்பட்ட இதுபோன்ற பல கோட்பாடுகள் உள்ளன. இந்த முறைகள் வழித்தோன்றல் மற்றும் மரபு போன்ற பல விஷயங்களில் வேறுபடுகின்றன, ஆனால் மிக முக்கியமாக அவை பகுப்பாய்வு செய்யக்கூடிய கூறுகள் அல்லது அளவுருக்களின் எண்ணிக்கையில் வேறுபடுகின்றன. குறைவான கூறுகளைக் கொண்ட எளிய முறைகள் மேற்பரப்பு ஆற்றலை ஒரு எண்ணாக இணைப்பதன் மூலம் அமைப்பை எளிதாக்குகின்றன, அதே நேரத்தில் மேற்பரப்பு ஆற்றலின் பல்வேறு கூறுகளுக்கு இடையில் வேறுபடுத்துவதற்கு அதிக கூறுகளைக் கொண்ட கடுமையான முறைகள் பெறப்படுகின்றன. மீண்டும், திடப்பொருட்கள் மற்றும் திரவங்களின் மொத்த மேற்பரப்பு ஆற்றல் சிதறல் (வான் டெர் வால்ஸ்), துருவ மற்றும் அமிலம்/கார இடைவினைகள் போன்ற பல்வேறு வகையான மூலக்கூறு தொடர்புகளைப் பொறுத்தது, மேலும் இது இந்த சுயாதீன கூறுகளின் கூட்டுத்தொகையாகக் கருதப்படுகிறது. சில கோட்பாடுகள் மற்ற கோட்பாடுகளை விட இந்த நிகழ்வுகளை அதிகம் கணக்கிடுகின்றன. கையில் உள்ள பரிசோதனைக்கு எந்த முறை பொருத்தமானது என்பதை தீர்மானிக்கும் போது இந்த வேறுபாடுகள் கருத்தில் கொள்ளப்பட வேண்டும். பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் சில கோட்பாடுகள் பின்வருமாறு. ஒரு-கூறு கோட்பாடுகள் சிஸ்மேன் கோட்பாடு சிஸ்மேன் கோட்பாடு என்பது பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் எளிமையான கோட்பாடாகும், ஏனெனில் இது ஒரு-கூறு கோட்பாடாகும், மேலும் இது துருவமற்ற மேற்பரப்புகளுக்கு சிறந்த முறையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதன் பொருள் என்னவென்றால், வெப்ப சிகிச்சை, கரோனா சிகிச்சை, பிளாஸ்மா சுத்தம் அல்லது ஹீட்டோரோஆட்டம்களைக் கொண்ட பாலிமர்கள் ஆகியவற்றிற்கு உட்படுத்தப்பட்ட பாலிமர் மேற்பரப்புகள் இந்த குறிப்பிட்ட கோட்பாட்டிற்கு தங்களை வழங்குவதில்லை, ஏனெனில் அவை ஓரளவு துருவமாக இருக்கும். குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட மேற்பரப்புகளுக்கு நடைமுறையில் ஜிஸ்மேன் கோட்பாடு மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். சிஸ்மேன் கோட்பாடு வெறுமனே மேற்பரப்பு ஆற்றலை மிக உயர்ந்த மேற்பரப்பு ஆற்றல் திரவத்தின் மேற்பரப்பு ஆற்றலுக்கு சமமாக வரையறுக்கிறது, இது திடப்பொருளை முழுமையாக ஈரப்படுத்துகிறது. அதாவது, நீர்த்துளி முடிந்தவரை சிதறும், அதாவது. மேற்பரப்பை முழுமையாக ஈரப்படுத்துதல், இந்த திரவத்திற்கும் குறைந்த மேற்பரப்பு ஆற்றல்களைக் கொண்ட எந்த திரவங்களுக்கும், ஆனால் அதிக மேற்பரப்பு ஆற்றல்களைக் கொண்ட திரவங்களுக்கு அல்ல. இந்த ஆய்வு திரவம் ஒரு கற்பனை திரவம் உட்பட எந்தவொரு திரவமாகவும் இருக்கலாம் என்பதால், சிஸ்மேன் முறையின் மூலம் மேற்பரப்பு ஆற்றலைத் தீர்மானிக்க சிறந்த வழி, கேள்விக்குரிய திட மேற்பரப்பில் உள்ள பல ஆய்வு திரவங்களுக்கான தொடர்பு கோணங்களின் தரவு புள்ளிகளைப் பெறுவதும், பின்னர் அந்த கோணத்தின் கொசைனை ஆய்வு திரவத்தின் அறியப்பட்ட மேற்பரப்பு ஆற்றலுக்கு எதிராக திட்டமிடுவதும் ஆகும். ஜிஸ்மேன் பிளாட்டை உருவாக்குவதன் மூலம், ஒருவர் மிக உயர்ந்த திரவ மேற்பரப்பு ஆற்றலை, உண்மையான அல்லது கற்பனையான, எக்ஸ்ட்ராபோலேட் செய்ய முடியும், இதன் விளைவாக பூஜ்ஜிய டிகிரி தொடர்பு கோணத்துடன் மாதிரியை முழுமையாக ஈரப்படுத்த முடியும். துல்லியம்/துல்லியம் கோடு குணகம் (படம் 5) இது மிகவும் துல்லியமான முடிவு என்று கூறுகிறது, இருப்பினும் இது குறிப்பிட்ட திடப்பொருளை அந்த குறிப்பிட்ட திரவங்களுடன் இணைப்பதற்கு மட்டுமே பொருந்தும். மற்ற சந்தர்ப்பங்களில், பொருத்தம் அவ்வளவு சிறப்பாக இருக்காது (பாலிஎதிலீனை பாலி (மெத்தில் மெத்தாக்ரிலேட்) உடன் மாற்றினால், அதே திரவங்களின் பட்டியலைப் பயன்படுத்தி பிளாட் முடிவுகளின் வரி குணகம் கணிசமாகக் குறைவாக இருக்கும்). இந்த குறைபாடு என்னவென்றால், சிஸ்மேன் கோட்பாடு மேற்பரப்பு ஆற்றலை ஒரு ஒற்றை அளவுருவாகக் கருதுகிறது, எடுத்துக்காட்டாக, துருவ தொடர்புகள் சிதறல்களை விட மிகவும் வலுவானவை என்ற உண்மையை கணக்கிடுவதை விட, இதனால் ஒன்று எந்த அளவிற்கு நடக்கிறது மற்றொன்று தேவையான கணக்கீடுகளை பெரிதும் பாதிக்கிறது. எனவே, இது ஒரு எளிய ஆனால் குறிப்பாக வலுவான கோட்பாடு அல்ல. இந்த செயல்முறையின் முன்மாதிரி ஒரு திரவத்தின் கற்பனையான பண்புகளை தீர்மானிப்பதாகும் என்பதால், முடிவின் துல்லியம் ஆய்வு திரவங்களின் மேற்பரப்பு ஆற்றல் மதிப்புகள் எந்த துல்லியத்திற்கு அறியப்படுகின்றன என்பதைப் பொறுத்தது. ஓவன்ஸ்/வென்ட் கோட்பாடு (டி. கே. ஓவன்ஸ் மற்றும் ஆர். சி. வென்ட் ஆகியோருக்குப் பிறகு) மேற்பரப்பு ஆற்றலை இரண்டு கூறுகளாகப் பிரிக்கிறதுஃ சிதறல் தொடர்புகள் காரணமாக மேற்பரப்பு ஆற்றல் மற்றும் துருவ தொடர்புகள் காரணமாக மேற்பரப்பு ஆற்றல். இந்தக் கோட்பாடு யங் உறவின் கலவையிலிருந்து பெறப்பட்டது, இது தொடர்பு கோணத்தை திட மற்றும் திரவத்தின் மேற்பரப்பு ஆற்றல்களுடனும் இடைமுக பதற்றத்துடனும் தொடர்புபடுத்துகிறது, மேலும் குட் சமன்பாடு (ஆர். ஜே. நல்லது), இது இடைமுக பதற்றத்தை மேற்பரப்பு ஆற்றலின் துருவ மற்றும் சிதறல் கூறுகளுடன் தொடர்புபடுத்துகிறது. இதன் விளைவாக வரும் சமன்பாடு y = mx + b என்ற வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது என்பதைக் கவனியுங்கள், எனவே, திடப்பொருளின் மேற்பரப்பு ஆற்றலின் துருவ மற்றும் சிதறல் கூறுகள் அதன் விளைவாக வரும் வரைபடத்தின் சாய்வு மற்றும் இடைமறிப்பால் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன. நிச்சயமாக, இந்த கட்டத்தில் உள்ள சிக்கல் என்னவென்றால், அந்த வரைபடத்தை உருவாக்க, ஆய்வு திரவத்தின் மேற்பரப்பு ஆற்றலை அறிந்துகொள்வது போதாது, ஏனெனில் அது அதன் துருவ மற்றும் சிதறல் கூறுகளாகவும் எவ்வாறு உடைகிறது என்பதை குறிப்பாக அறிந்து கொள்வது அவசியம். இதைச் செய்ய, PTFE போன்ற துருவ இடைவினைகள் திறன் இல்லாத ஒரு நிலையான குறிப்பு திடப்பொருளுக்கு எதிராக ஆய்வு திரவத்தை சோதிப்பதன் மூலம் செயல்முறையை மாற்றியமைக்கலாம். திரவத்தின் மொத்த மேற்பரப்பு பதற்றம் ஏற்கனவே அறியப்பட்டிருப்பதால், இந்த சமன்பாடு சிதறல் கூறுகளை தீர்மானிக்கிறது, மேலும் மொத்த மற்றும் சிதறல் கூறுகளுக்கு இடையிலான வேறுபாடு துருவ கூறுகளை வழங்குகிறது. துல்லியம்/துல்லியம் இந்த முறையின் துல்லியம் மற்றும் துல்லியம் பெரும்பாலும் பொருத்தமான திரவ/திட சேர்க்கைகளுக்கான முடிவுகளின் நம்பிக்கை மட்டத்தால் ஆதரிக்கப்படுகிறது (எடுத்துக்காட்டாக, படம் 6 இல் காணப்படுவது போல). ஓவன்ஸ்/வென்ட் கோட்பாடு பொதுவாக குறைந்த சார்ஜ் மற்றும் மிதமான துருவமுனைப்பு கொண்ட மேற்பரப்புகளுக்கு பொருந்தும். ஃபோக்ஸ் கோட்பாடு (எஃப். எம். ஃபோக்ஸுக்குப் பிறகு) ஓவன்ஸ்/வென்ட் கோட்பாட்டிலிருந்து சற்று வித்தியாசமாக பெறப்பட்டது, இருப்பினும் ஃபோக்ஸ் கோட்பாட்டின் கொள்கை சமன்பாடு கணித ரீதியாக ஓவன்ஸ் மற்றும் வென்ட் சமன்பாட்டிற்கு சமமாக உள்ளதுஃ சமன்பாட்டின் இரு பக்கங்களையும் வகுப்பதன் மூலம், ஓவன்ஸ்/வென்ட் கொள்கை சமன்பாடு மீட்கப்படுகிறது. எனவே, மேற்பரப்பு ஆற்றல் கூறுகளை சரியான முறையில் தீர்மானிப்பதற்கான விருப்பங்களில் ஒன்று ஒன்றே. அந்த முறைக்கு கூடுதலாக, அவற்றின் மேற்பரப்பு ஆற்றல்களுக்கு துருவக் கூறு இல்லாத திரவங்களைப் பயன்படுத்தி சோதனைகளைச் செய்ய முடியும், பின்னர் துருவ மற்றும் சிதறல் கூறுகள் இரண்டையும் கொண்ட திரவங்கள், பின்னர் சமன்பாடுகளை நேரியல் செய்ய முடியும் (அட்டவணை 1 ஐப் பார்க்கவும்). முதலாவதாக, கேள்விக்குரிய திண்மத்திற்கும் பூஜ்ஜியத்தின் துருவ கூறுகளைக் கொண்ட ஒரு திரவத்திற்கும் நிலையான செசைல் துளி தொடர்பு கோண அளவீட்டை ஒருவர் செய்கிறார் (;) இரண்டாவது படி இரண்டாவது ஆய்வு திரவத்தைப் பயன்படுத்துவதாகும், இது அதன் மேற்பரப்பு ஆற்றலுக்கு சிதறல் மற்றும் துருவக் கூறு இரண்டையும் கொண்டுள்ளது, பின்னர் அறியப்படாதவற்றுக்கு இயற்கணித ரீதியாக தீர்க்கவும். ஃபோக்ஸ் கோட்பாட்டில் பொதுவாக மேலே விவரிக்கப்பட்டுள்ளபடி இரண்டு ஆய்வு திரவங்களின் பயன்பாடு மட்டுமே தேவைப்படுகிறது, மேலும் பரிந்துரைக்கப்பட்டவை டையோடொமீத்தேன் ஆகும், இது அதன் மூலக்கூறு சமச்சீர் காரணமாக துருவக் கூறுகளைக் கொண்டிருக்கக்கூடாது, மேலும் நீர் பொதுவாக மிகவும் துருவ திரவமாக அறியப்படுகிறது. துல்லியம்/துல்லியம் கொள்கை சமன்பாடு அடிப்படையில் ஓவன்ஸ் மற்றும் வென்ட்டின் சமன்பாட்டிற்கு ஒத்ததாக இருந்தாலும், ஃபோக்ஸ் கோட்பாடு ஒரு பெரிய அர்த்தத்தில் சற்று மாறுபட்ட பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. இது ஓவன்ஸ்/வென்ட்டை விட வெவ்வேறு கொள்கைகளிலிருந்து பெறப்பட்டதால், ஃபோக்ஸ் கோட்பாடு சம்பந்தப்பட்ட மீதமுள்ள தகவல்கள் ஒட்டுதல் தொடர்பானது. எனவே, ஒட்டுதல் ஏற்படும் சூழ்நிலைகளுக்கு இது மிகவும் பொருந்தும், மேலும் பொதுவாக அதிக மேற்பரப்பு ஆற்றல்களைக் கையாளும் போது ஓவன்ஸ்/வென்ட் கோட்பாட்டை விட சிறப்பாக செயல்படுகிறது. கூடுதலாக, அதே கொள்கைகளில் வேரூன்றிய ஒரு நீட்டிக்கப்பட்ட ஃபோக்ஸ் கோட்பாடு உள்ளது, ஆனால் மொத்த மேற்பரப்பு ஆற்றலை இரண்டு கூறுகளுக்கு பதிலாக மூன்று கூட்டுகளாகப் பிரிக்கிறதுஃ சிதறல் தொடர்புகள், துருவ தொடர்புகள் மற்றும் ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு காரணமாக மேற்பரப்பு ஆற்றல். வூ கோட்பாடு வூ கோட்பாடும் (சௌஹெங் வூக்குப் பிறகு) அடிப்படையில் ஓவன்ஸ்/வென்ட் மற்றும் ஃபோக்ஸ் கோட்பாடுகளுடன் ஒத்திருக்கிறது, இது மேற்பரப்பு ஆற்றலை ஒரு துருவ மற்றும் சிதறல் கூறுகளாகப் பிரிக்கிறது. முதன்மையான வேறுபாடு என்னவென்றால், வூ அறியப்பட்ட மேற்பரப்பு பதட்டங்களின் வடிவியல் வழிமுறைகளை விட ஹார்மோனிக் வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்துகிறார், பின்னர் மிகவும் கடுமையான கணிதத்தைப் பயன்படுத்துகிறார். துல்லியம்/துல்லியம் வூ கோட்பாடு மற்ற இரண்டு கூறு கோட்பாடுகளை விட மிகவும் துல்லியமான முடிவுகளை வழங்குகிறது, குறிப்பாக உயர் மேற்பரப்பு ஆற்றல்களுக்கு. இருப்பினும், இது ஒரு சிக்கலால் பாதிக்கப்படுகிறதுஃ சம்பந்தப்பட்ட கணிதத்தின் காரணமாக, வூ கோட்பாடு ஒவ்வொரு கூறுக்கும் இரண்டு முடிவுகளைத் தருகிறது, ஒன்று உண்மையான முடிவு, மற்றொன்று வெறுமனே கணிதத்தின் விளைவாகும். இந்த கட்டத்தில் உள்ள சவால் என்னவென்றால், உண்மையான விளைவு என்ன என்பதை விளக்குவதுதான். சில நேரங்களில் இது இயற்பியல் அர்த்தம் இல்லாத முடிவை (எதிர்மறை மேற்பரப்பு ஆற்றல்) அகற்றுவது போன்றது அல்லது அது இருக்க வேண்டியதை விட பெரிய அல்லது சிறிய அளவிலான பல வரிசைகளாக இருப்பதால் தெளிவாக தவறான முடிவு. சில நேரங்களில் விளக்கம் மிகவும் தந்திரமானது. ஷுல்ட்ஸ் கோட்பாடு ஷுல்ட்ஸ் கோட்பாடு (டி. எல். ஷுல்ட்ஸிற்குப் பிறகு) மிக அதிக ஆற்றல் கொண்ட திடப்பொருட்களுக்கு மட்டுமே பொருந்தும். மீண்டும், இது ஓவன்ஸ், வென்ட், ஃபோக்ஸ் மற்றும் வூ ஆகியோரின் கோட்பாடுகளைப் போன்றது, ஆனால் அந்த கோட்பாடுகளுக்குத் தேவையான வழக்கமான அளவீடு சாத்தியமற்ற ஒரு சூழ்நிலைக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. போதுமான மேற்பரப்பு ஆற்றல் கொண்ட திடப்பொருட்களின் வகுப்பில், பெரும்பாலான திரவங்கள் பூஜ்ஜிய டிகிரி தொடர்பு கோணத்துடன் மேற்பரப்பை முழுமையாக ஈரப்படுத்துகின்றன, இதனால் பயனுள்ள தரவு எதுவும் சேகரிக்க முடியாது. ஷுல்ட்ஸ் கோட்பாடு மற்றும் செயல்முறை கேள்விக்குரிய திடமான மேற்பரப்பில் ஆய்வு திரவத்தின் ஒரு மெல்லிய துளியை டெபாசிட் செய்ய அழைப்பு விடுக்கிறது, ஆனால் இது திறந்த காற்றில் செய்யப்படுவதை விட, அமைப்பு மற்றொரு திரவத்தில் மூழ்கியிருக்கும் போது செய்யப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, சுற்றியுள்ள திரவத்தின் காரணமாக ஏற்படும் அதிக "வளிமண்டல" அழுத்தம், அளவிடக்கூடிய தொடர்பு கோணம் இருக்கும் வகையில் ஆய்வு திரவ நீர்த்துளியை சுருக்க காரணமாகிறது. துல்லியம்/துல்லியம் இந்த முறை வலுவானதாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, அங்கு மற்ற முறைகள் குறிப்பாக எந்த முடிவுகளையும் வழங்காது. எனவே, இது இன்றியமையாதது, ஏனெனில் இது மிக உயர்ந்த மேற்பரப்பு ஆற்றல் திடப்பொருட்களில் செசைல் துளி நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கான ஒரே வழியாகும். அதன் முக்கிய குறைபாடு என்னவென்றால், அது அதன் கணிதத்திலும் சோதனை ரீதியாகவும் மிகவும் சிக்கலானது. சுற்றியுள்ள திரவத்துடன் ஆய்வு திரவ கட்டத்தின் அசாதாரண தொடர்பு இப்போது இருப்பதால், ஷுல்ட்ஸ் கோட்பாட்டிற்கு இன்னும் பல காரணிகளைக் கணக்கிட வேண்டும். வான் ஓஸ் கோட்பாடு திடப்பொருட்கள் மற்றும் திரவங்களின் மேற்பரப்பு ஆற்றலை மூன்று கூறுகளாகப் பிரிக்கிறது. இது முன்பு போலவே சிதறல் மேற்பரப்பு ஆற்றலை உள்ளடக்கியது, மேலும் துருவக் கூறுகளை மேலும் இரண்டு குறிப்பிட்ட கூறுகளின் கூட்டுத்தொகையாக உட்பிரிக்கிறதுஃ அமிலத் தொடர்புகள் () மற்றும் அடிப்படை தொடர்புகள் () காரணமாக மேற்பரப்பு ஆற்றல். அமிலக் கூறு கோட்பாட்டளவில் எலக்ட்ரான்களை தானம் செய்வதன் மூலம் அடிப்படை செயல்படும் திறனைக் கொண்ட இரண்டாவது மேற்பரப்புடன் துருவ தொடர்புகளைக் கொண்ட ஒரு மேற்பரப்பின் விருப்பத்தை விவரிக்கிறது. மாறாக, மேற்பரப்பு ஆற்றலின் அடிப்படை கூறு எலக்ட்ரான்களை ஏற்றுக்கொள்வதன் மூலம் அமிலமாக செயல்படும் மற்றொரு மேற்பரப்புடன் துருவ தொடர்புகளைக் கொண்ட ஒரு மேற்பரப்பின் விருப்பத்தை விவரிக்கிறது. இந்தக் கோட்பாட்டிற்கான கொள்கை சமன்பாடு மீண்டும், இந்தக் கோட்பாட்டைக் கையாள்வதற்கான சிறந்த வழி, இரண்டு-கூறு கோட்பாடுகளைப் போலவே, குறைந்தது மூன்று திரவங்களைப் பயன்படுத்துவதாகும் (புள்ளிவிவர நோக்கங்களுக்காக அதிக முடிவுகளைப் பெற பயன்படுத்தப்படலாம்) ஒன்று அதன் மேற்பரப்பு ஆற்றலில் ஒரு சிதறல் கூறு (), ஒன்று சிதறல் மற்றும் அமில அல்லது அடிப்படை கூறு (), இறுதியாக ஒரு சிதறல் மற்றும் அடிப்படை அல்லது அமில கூறு (இரண்டாவது ஆய்வு திரவத்தில் () இல்லாதது), அல்லது மூன்று கூறுகளுடன் ஒரு திரவம் () மற்றும் முடிவுகளை நேரியல் செய்வது. இது மற்ற கோட்பாடுகளை விட இயற்கையாகவே மிகவும் வலுவானது, குறிப்பாக துருவ மேற்பரப்பு ஆற்றலின் அமிலம் மற்றும் அடிப்படை கூறுகளுக்கு இடையில் ஒரு பெரிய சமநிலையின்மை இருக்கும் சந்தர்ப்பங்களில். வேன் ஓஸ் கோட்பாடு கனிமங்கள், கரிம உலோகங்கள் மற்றும் அயனிகளைக் கொண்ட மேற்பரப்பின் மேற்பரப்பு ஆற்றல்களைச் சோதிக்க மிகவும் பொருத்தமானது. வான் ஓஸ் கோட்பாட்டைப் பயன்படுத்துவதில் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க சிரமம் என்னவென்றால், சாத்தியமான ஆய்வு திரவங்களின் அமிலம் மற்றும் அடிப்படை கூறுகளை வகைப்படுத்த பயன்படுத்தக்கூடிய குறிப்பு திடப்பொருட்களின் தொகுப்பு குறித்து அதிக உடன்பாடு இல்லை. இருப்பினும், சில திரவங்கள் அவற்றின் மேற்பரப்பு ஆற்றல்களுக்கு அறியப்பட்ட சிதறல்/அமிலம்/கார கூறுகளைக் கொண்டுள்ளன என்று பொதுவாக ஒப்புக் கொள்ளப்படுகின்றன. அவற்றில் இரண்டு அட்டவணை 1 இல் பட்டியலிடப்பட்டுள்ளன. பொதுவான ஆய்வு திரவங்களின் பட்டியல் சாத்தியமான சிக்கல்கள் ஆக்சிஜன் மற்றும் கந்தகம் போன்ற மேற்பரப்பு செயலில் உள்ள கூறுகளின் இருப்பு இந்த நுட்பத்தின் மூலம் பெறப்பட்ட அளவீடுகளில் பெரிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்தும். மேற்பரப்பு செயலில் உள்ள கூறுகள் திரவத்தின் பெரும்பகுதியை விட மேற்பரப்பில் அதிக செறிவுகளில் இருக்கும், அதாவது இந்த கூறுகளின் மொத்த அளவுகள் மிகக் குறைந்த அளவிற்கு கவனமாக கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும். எடுத்துக்காட்டாக, திரவ இரும்பில் 50 பிபிஎம் கந்தகம் மட்டுமே இருப்பது மேற்பரப்பு பதற்றத்தை சுமார் 20 சதவீதம் குறைக்கும். நடைமுறை பயன்பாடுகள் செசைல் துளி நுட்பம் பொருள் பொறியியல் மற்றும் நேரான தன்மை ஆகிய இரண்டிற்கும் பல்வேறு பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. பொதுவாக, குறிப்பு திடப்பொருட்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் திரவங்களின் மேற்பரப்பு பதற்றத்தை தீர்மானிப்பதில் இது பயனுள்ளதாக இருக்கும், இதேபோன்ற நுட்பம் கேப்டிவ் பபுள் முறையாகும். மேலே உள்ள கோட்பாடுகளில் எந்த கோட்பாடுகள் சூழ்நிலைகளுக்கு பொருந்தும் என்பதன் அடிப்படையில் பிரிக்கக்கூடிய பல்வேறு குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகள் உள்ளனஃ ஜிஸ்மேன் கோட்பாடு பெரும்பாலும் குறைந்த ஆற்றல் மேற்பரப்புகளுக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் மொத்த மேற்பரப்பு ஆற்றலை மட்டுமே வகைப்படுத்துகிறது. எனவே, மேற்பரப்புகளின் வழக்கமான வரையறையை நினைவுகூரும் சந்தர்ப்பங்களில் இது மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும், எடுத்துக்காட்டாக ஒரு வேதியியல் பொறியாளர் ஒரு மேற்பரப்பை உருவாக்குவதன் மூலம் தொடர்புடைய ஆற்றல் என்ன என்பதை அறிய விரும்பினால். மேற்பரப்பு ஆற்றல் கேள்விக்குரிய திடப்பொருளின் மீது பயன்படுத்தப்படும் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபிக் நுட்பத்தில் சில விளைவுகளை ஏற்படுத்தும் சந்தர்ப்பங்களிலும் இது பயனுள்ளதாக இருக்கும். திரவங்கள் மற்றும் திடப்பொருட்களின் நடைமுறை தொடர்புகள் பற்றிய பொருள் பொறியியல் கேள்விகளுக்கு இரண்டு கூறு கோட்பாடுகள் பெரும்பாலும் பொருந்தும். ஃபோக்ஸ் கோட்பாடு, அதிக ஆற்றல் திட மேற்பரப்புகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானது என்பதால், அதன் பெரும்பகுதி ஒட்டுதல் பற்றிய கோட்பாடுகளில் வேரூன்றியிருப்பதால், திடப்பொருட்கள் மற்றும் திரவங்கள் ஒருவருக்கொருவர் அதிக பாசத்தைக் கொண்ட இடைவினைகளின் தன்மைக்கு பொருத்தமாக இருக்கும், தர்க்கரீதியாக, போதுமான, பசைகள் மற்றும் பிசின் பூச்சுகள் போன்றவை. குறைந்த ஆற்றல் திட மேற்பரப்புகளைக் கையாளும் ஓவன்ஸ்/வென்ட் கோட்பாடு, திடப்பொருட்கள் மற்றும் திரவங்களுக்கு ஒருவருக்கொருவர் வலுவான தொடர்பு இல்லாத இடைவினைகளை வகைப்படுத்த உதவியாக இருக்கும்-எடுத்துக்காட்டாக, நீர்ப்புகாப்பு செயல்திறன். பாலியூரிதீன்கள் மற்றும் பி. வி. சி ஆகியவை நீர்ப்புகா பிளாஸ்டிக்குகளுக்கு சிறந்த எடுத்துக்காட்டுகளாகும். ஷுல்ட்ஸ் கோட்பாடு மிக உயர்ந்த ஆற்றல் மேற்பரப்புகளின் தன்மைக்கு சிறந்த முறையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, இதற்கு மற்ற கோட்பாடுகள் பயனற்றவை, மிக முக்கியமான எடுத்துக்காட்டு வெற்று உலோகங்கள் ஆகும். வான் ஓஸ் கோட்பாடு அமிலம்/கார இடைவினை ஒரு முக்கியமான கருத்தாகும் நிகழ்வுகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானது. எடுத்துக்காட்டுகளில் நிறமிகள், மருந்துகள் மற்றும் காகிதம் ஆகியவை அடங்கும். குறிப்பாக, குறிப்பிடத்தக்க எடுத்துக்காட்டுகளில் அச்சிடுவதற்கான வழக்கமான நோக்கத்திற்காக பயன்படுத்தப்படும் காகிதம் மற்றும் லிட்மஸ் காகிதத்தின் மிகவும் சிறப்பு வாய்ந்த வழக்கு ஆகியவை அடங்கும், இது அமிலத்தன்மை மற்றும் காரத்தன்மையை வகைப்படுத்த பயன்படுத்தப்படுகிறது. மேலும் காண்க தொடர்பு கோணம் டு நோய் வளைய முறை கோனியோமீட்டர் மேற்பரப்பு ஆற்றல் வில்ஹெல்மி பிளேட் ரைஸ் இன் கோர் குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் தொடர்பு கோண பொருட்கள் சோதனை மேற்பரப்பு அறிவியல் ஷிமிசு, ஆர். என்., & டெமார்கெட், என். ஆர். (2000). வெவ்வேறு மாதிரிகளைப் பயன்படுத்தி திட பாலிமர்களின் மேற்பரப்பு ஆற்றலை மதிப்பீடு செய்தல். ஜர்னல் ஆஃப் அப்ளைடு பாலிமர் சயின்ஸ், 76 (12), 1831-1845.