直接测量微观颗粒间内聚力的简易方法

我们提出了一种测量弱内聚相互作用的简单且廉价的方法。该技术被应用于分散在水溶液中的具有排空相互作用的油滴这一具体情况。实验装置包括在固定单个液滴的同时创建一短串液滴。液滴通过排空相互作用结合在一起，单个内聚键将最近邻的液滴连接起来。最初，浮力液滴被置于平坦的水平腔室中。液滴漂浮至腔室顶部并与平坦的玻璃界面接触。在水平构型中，没有有效浮力分量作用于腔室平面内。腔室的角度逐渐增大，作用于液滴串的有效浮力缓慢增加。在临界点处，当重力与浮力的合力等于内聚力时，液滴串将从固定液滴上脱落。我们的方法允许对数十皮牛顿量级的内聚力进行简单的直接测量。为了验证该技术的有效性，我们改变了液滴半径和排空剂浓度，并测量了它们对内聚力的影响。该方法为探索油滴与排空相互作用这一特定情况之外的内聚相互作用提供了一种简单、易用且可重复的手段。