Rubin 2021-03-30

核磁共振成像研究固液界面接触角

利用核磁共振成像可获得一般光学方法难以得到的水-破璃-油界面 、水-玻璃-苯界面影像 ,通过核磁共振成像技术可研究界面接触角。

透明液体接触角的测量一般都是通过光学方法获取数据 , 然而光学方法无法测量两种互不相溶的透明液体与固体形成的三相接触角. 核磁共振成像可弥补光学方法缺陷,通过磁共振成像可研究界面接触角。

固液接触角

接触角的概念源自气-液-固三相界面 ,气液和固液界面的夹角称为接触角。当定义中的气体换为另一种不相容液体的时候 ,就形成了液-固-液接触角。

核磁共振成像研究固液界面接触角

一般接触角定义的示意图

 下图表示了油水界面上的固体颗粒形成的接触角 ,其大小决定了可能形成乳状液的种类与稳定性 ,这在油气开采运输方面有着重要的作用。

核磁共振成像研究固液界面接触角

水油界面上固体颗粒形成的3种不同大小的接触角

核磁共振成像技术测量固液界面接触角

借助核磁共振技术的自旋回波脉冲序列与反转恢复脉冲序列可以实现对小体积液样品的质子密度成像,T1加权成像,T2加权成像等。通过成像可以区分不同种类的核磁共振信号,从而实现两种含氢液体在图像灰度上的分离并获得接触角的清晰影像。

核磁共振成像研究固液界面接触角

 

【参考文献:沈元, 俞熹. 核磁共振成像技术在液-固-液界面接触角测量中的应用[J]. 大学物理, 2010, 29(5).】