อุปกรณ์วัดมุมสัมผัสราคาประหยัดและการทดสอบประสิทธิภาพในการหาค่าความเข้มข้นวิกฤตของการเกิดไมเซลล์
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาอุปกรณ์วัดมุมสัมผัสราคาประหยัดที่มีโครงสร้างไม่ซับซ้อน และสามารถประกอบได้จากวัสดุที่หาได้ง่าย อุปกรณ์ต้นแบบประกอบด้วยส่วนควบคุมการปล่อยหยดของเหลว กล้องขยายภาพ และกล้องเว็บแคมสำหรับบันทึกภาพ ซึ่งเชื่อมต่อกับโปรแกรม ImageJ สำหรับการวิเคราะห์ค่ามุมสัมผัส ได้มีการประเมินประสิทธิภาพของอุปกรณ์โดยการวัดค่ามุมสัมผัสของน้ำปราศจากไอออนบนพื้นผิวของแข็งหลายชนิด และเปรียบเทียบกับค่าที่ได้จากเครื่องวัดมุมสัมผัสเชิงพาณิชย์ (Dataphysics รุ่น OAC20) พบว่าค่าที่ได้จากอุปกรณ์ต้นแบบมีความใกล้เคียงกัน และเมื่อนำไปเปรียบเทียบกับค่าที่รายงานในเอกสารอ้างอิง พบว่าความคลาดเคลื่อนมีค่าน้อยกว่าร้อยละ 5 นอกจากนี้ ได้นำอุปกรณ์ต้นแบบไปใช้ในการทดลองหาค่าความเข้มข้นวิกฤตของการเกิดไมเซลล์ (CMC) ของสารลดแรงตึงผิวสองชนิด ได้แก่ โซเดียมโดเดซิลซัลเฟต และไตรตัน X-100 ซึ่งผลการทดลองพบว่าค่าที่ได้มีร้อยละความคลาดเคลื่อนเท่ากับ 0 และ 6 ตามลำดับ เมื่อเปรียบเทียบกับค่าอ้างอิงในเอกสารอ้างอิง ผลการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่า อุปกรณ์วัดมุมสัมผัสราคาประหยัดที่พัฒนาสามารถวัดค่ามุมสัมผัสได้ และสามารถประยุกต์ใช้ในการเรียนการสอนในวิชาปฏิบัติการเคมีเชิงฟิสิกส์หรือสาขาที่เกี่ยวข้องได้
Article Details
เอกสารอ้างอิง
Adamson, A. W. (1997). Physical chemistry of surfaces (6th ed., pp. 365–366). Wiley.
Alkawareek, M. Y., Akkelah, B. M., Mansour, S. M., Amro, H. M., Abulateefeh, S. R., & Alkilany, A. M. (2018). Simple experiment to determine surfactant critical micelle concentrations using contact-angle measurements. Journal of Chemical Education, 95(12), 2227–2232. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.8b00276
Brugnara, M. (2006). Contact angle plugin (for ImageJ software). ImageJ. https://imagej.net/ij/plugins/contact-angle.html
Dionísio, M., & Sotomayor, J. (2000). A surface chemistry experiment using an inexpensive contact angle goniometer. Journal of Chemical Education, 77(1), 59–62. https://doi.org/10.1021/ed077p59
Diversified Enterprises. (2015). Critical surface tension and contact angle with water for various polymers. https://www.accudynetest.com/polytable_03.html?sortby=contact_angle%20DESC
Domínguez, A., Fernández, A., González, N., Iglesias, E., & Montenegro, L. (1997). Determination of critical micelle concentration of some surfactants by three techniques. Journal of Chemical Education, 74(10), 1227–1231. https://doi.org/10.1021/ed074p1227
Helenius, A., & Simons, K. A. I. (1975). Solubilization of membranes by detergents. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Reviews on Biomembranes, 415(1), 29–79.
Hubbe, M. A., Gardner, D. J., & Shen, W. (2015). Contact angles and wettability of cellulosic surfaces: A review of proposed mechanisms and test strategies. BioResources, 10(4), 8657–8749.
Kabza, K. G., & Cochran, K. (1997). From polarimeter to contact angle goniometer — Inexpensive conversion of laboratory equipment. Journal of Chemical Education, 74(3), 322–323. https://doi.org/10.1021/ed074p322
Khan, M. S., Wani, A. A., Jan, Q., Bhat, M. M., Kuchey, M. Y., Sheikh, U. R., Sofi, F. A., & Bhat, M. A. (2024). Smartphone-assisted contact angle measurements: A simple approach to determine the critical micelle concentration of surfactants. Journal of Chemical Education, 101(3), 1198–1203. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.3c00953
Lamour, G., Hamraoui, A., Buvailo, A., Xing, Y., Keuleyan, S., Prakash, V., & Borguet, E. (2010). Contact angle measurements using a simplified experimental setup. Journal of Chemical Education, 87(12), 1403–1407. https://doi.org/10.1021/ed100468u
Lamour, G., Journiac, N., Souès, S., Bonneau, S., Nassoy, P., & Hamraoui, A. (2009). Influence of surface energy distribution on neuritogenesis. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 72(2), 208–218. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2009.04.006
Li, L. P., Yin, B., Zhou, Y., Gong, L., Yang, M. B., Xie, B. H., & Chen, C. (2012). Characterization of PA6/EPDM-g-MA/HDPE ternary blends: The role of core-shell structure. Polymer, 53(14), 3043–3051. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2012.05.003
Liechti, K. M., Schnapp, S. T., & Swadener, J. G. (1997). Contact angle and contact mechanics of a glass/epoxy interface. International Journal of Fracture, 86, 361–374. https://doi.org/10.1023/A:1007472628431
Nadi, A., Boukhriss, A., Bentis, A., Jabrane, E., & Gmouh, S. (2018). Evolution in the surface modification of textiles: A review. Textile Progress, 50(2), 67–108. https://doi.org/10.1080/00405167.2018.1533659
Pak, H., & Kim, J. H. (2023). Static and dynamic contact angle measurements using a custom-made contact angle goniometer. Journal of Mechanical Science and Technology, 37(8), 4117–4124. https://doi.org/10.1007/s12206-023-0728-7
Rasband, W. (2009). ImageJ. https://imagej.net/ij/index.html
Rosen, M. J., & Kunjappu, J. T. (2012). Surfactants and interfacial phenomena. John Wiley & Sons.
Spagnuolo, L., D'Orsi, R., & Operamolla, A. (2022). Nanocellulose for paper and textile coating: The importance of surface chemistry. ChemPlusChem, 87(8), e202200204. https://doi.org/10.1002/cplu.202200204
Subedi, D. P. (2011). Contact angle measurement for the surface characterization of solids. Himalayan Physics, 2, 1–4. https://doi.org/10.3126/hj.v2i2.5201
Young, T. (1805). III. An essay on the cohesion of fluids. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 95, 65–87. https://doi.org/10.1098/rstl.1805.0002
