Las interfaces se forman donde dos fases se encuentran. Las interfaces tienen varias propiedades, como su tensión interfacial o potencial zeta, que pueden cuantificarse con los métodos de medición adecuados. El estudio de estas propiedades es importante cuando se modifica una interfaz, por ejemplo, para producir una humectación o adhesión más fuerte o más débil.

¿Cuál es la diferencia entre una interfaz y una superficie?

Una interfaz es el plano de contacto entre dos fases que no se mezclan. Una fase es una zona en la que las magnitudes físicas no cambian bruscamente. Las fases pueden ser sólidas, líquidas o gaseosas. Existen cinco tipos de interfaces:

• sólido-sólido
• sólido-líquido
• sólido-gaseoso
• líquido-líquido
• líquido-gaseoso

Dado que los gases se mezclan entre sí, no existen interfaces gaseoso-gaseoso. El término superficie se utiliza comúnmente para las interfaces sólido-gaseoso y líquido-gaseoso. Así, interfaz es el término genérico para todas las áreas de contacto. Una superficie se refiere a dos formas específicas de interfaces.

¿Cómo es una interfaz en detalle?

Las interfaces no son fronteras nítidos y bidimensionales. Especialmente en el caso de la interfaz líquido-gaseoso, existe una zona tridimensional y extendida donde las dos fases pasan gradualmente una a otra (ver Figura 1). Sin embargo, para observaciones macroscópicas, la suposición simplificada de una interfaz delgada con una transición abrupta es suficiente.

¿Qué propiedades pueden tener las interfaces y superficies?

Las interfaces pueden tener propiedades que difieren del resto de la fase. En las últimas décadas, por tanto, ha surgido una rama científica propia que se ocupa exclusivamente del estudio y la modificación de interfaces y superficies.

La caracterización precisa de las interfaces es de gran importancia no solo en la investigación sino también en muchas industrias. Las propiedades de las interfaces son extremadamente versátiles. El fabricante de instrumentos de medición DataPhysics Instruments se ha especializado por ello en la investigación de los parámetros más importantes.

La investigación del comportamiento de humectación de un líquido sobre un sólido es relevante en muchas industrias. Los parámetros importantes para el comportamiento de humectación son los ángulos de contacto estáticos y dinámicos. Los ángulos de contacto pueden medirse, por ejemplo, cuando una gota se encuentra sobre una superficie sólida. Otros parámetros, como la energía superficial de los sólidos con sus componentes polares y de dispersión, también pueden determinarse a partir del ángulo de contacto.

La adhesión entre dos fases resulta de la energía interfacial y otras propiedades de la interfaz, como su estructura y rugosidad. La adhesión puede calcularse como el trabajo de adhesión o medirse directamente como una fuerza adhesiva.

Para investigar la situación de carga cerca de la superficie, es útil la medición del llamado potencial zeta. DataPhysics Instruments ofrece un dispositivo de medición que puede investigar el potencial zeta de polvos, fibras y sólidos en forma de placa.

Otros parámetros incluyen la tensión superficial e interfacial de los líquidos. La tensión superficial que desarrolla un líquido en el aire circundante influye en el comportamiento de humectación del líquido sobre un sólido. La tensión interfacial entre dos líquidos puede proporcionar información sobre cómo se comportan estos dos líquidos entre sí.

Para analizar la estabilidad de las dispersiones líquidas a lo largo del tiempo, una investigación óptica de estabilidad y envejecimiento ha demostrado ser útil. Las mezclas líquidas multifásicas deben examinarse respecto a sus procesos de desestabilización, como la sedimentación y la formación de nata.

Las influencias ambientales pueden cambiar las propiedades de las interfaces. Estas incluyen, por ejemplo, la concentración de tensioactivos, la humedad del aire o la temperatura. Estas influencias ambientales deben ser monitoreadas y, si es necesario, controladas en experimentos de ciencia de superficies.