Méthode avancée de Fowkes

La méthode avancée de Fowkes est une méthode pour calculer l'énergie de surface d'un solide à partir de l'angle de contact avec plusieurs liquides. Ainsi, l'énergie de surface est divisée en une partie polaire et une partie dispersive. Une partie de liaison hydrogène est également séparée de la partie polaire.

Données fondamentales

Selon l'équation de Young, il existe un lien entre l'angle de contact θ, la tension de surface du liquide σl, la tension interfaciale σsl entre le liquide et le solide et l'énergie de surface σs du solide :

Afin de pouvoir calculer l'énergie de surface à partir de l'angle de contact, la deuxième variable inconnue σsl doit être déterminée.
Selon la méthode de Fowkes et la méthode d'Owens, Wendt, Rabel et Kaelble, la tension interfaciale σsl est calculée en se basant sur les deux tensions de surface σs et σl et les interactions similaires entre les phases. Ces interactions sont interprétées comme la représentation géométrique d'une partie dispersive σD, une partie de liaison hydrogène σH et une partie comprenant d'autres interactions polaires σP de la tension de surface ou de l'énergie de surface :

Au moins trois liquides sont requis pour déterminer l'énergie de surface du solide, dont au moins un d'entre eux doit avoir une partie polaire et une partie de liaison hydrogène > 0.
La méthode avancée de Fowkes a été très peu utilisée dans le passé pour tester des matériaux. Elle est cependant utile pour déterminer l'adhésion de deux phases, car les liaisons hydrogènes ont une plus grande énergie de liaison que les interactions dispersives et dipôle-dipôle. La mouillabilité d'un solide par l'eau dépend principalement de la capacité du solide à former des liaisons hydrogènes.

Bibliographie

Chen Jie-Rong; T. Wakida, Studies on the Surface Free Energy and Surface Structure of PTFE Film Treated with Low Temperature Plasma. Extrait de : Appl. Poly. Sci 63,13 (1997), P. 1733-1739.