Tropfenkontouranalyse zur Messung der Benetzbarkeit (Wettability) und Verteilbarkeit von Materialien auf der Haut
Wenn ein definierter Tropfen auf ein festes Medium (hier: Haut) aufgebracht wird, bildet die Flüssigkeit eine bestimmte Form (Tropfen). Der Punkt, an dem sich die Haut, die Flüssigkeit und die umgebende Luft treffen, bestimmt den Kontaktwinkel.
Die Beziehung zwischen dem Kontaktwinkel, der freien Energie der Hautoberfläche, der Oberflächenspannung der Flüssigkeit und der Grenzflächenspannung zwischen Haut und Flüssigkeit wird durch die Young-Gleichung definiert:
γS = γL cosθ + γSL
θ: Kontaktwinkel
γS: freie Oberflächenenergie der Auflage (hier Haut)
γL: Oberflächenspannung der Flüssigkeit
γSL: Grenzflächenspannung zwischen Auflage und Flüssigkeit
Im Allgemeinen gilt die folgende Regel: Je größer der Kontaktwinkel, desto geringer die Benetzbarkeit, je kleiner der Kontaktwinkel, desto besser die Benetzbarkeit.
In der Literatur wird die Beziehung zwischen der Benetzbarkeit einer Substanz und dem Kontaktwinkel wie folgt definiert:
Übertragen auf die Haut bedeutet eine höhere Benetzbarkeit eine höhere Feuchtigkeit der Hautoberfläche. Trockene Haut weist eine entsprechend geringere Benetzbarkeit auf. Auch die freie Oberflächenenergie der Haut und die Benetzbarkeit stehen in einem Zusammenhang. Haut mit geringerer Oberflächenenergie weist in der Regel geringere Benetzungsbarkeit auf.
hoch | Kontaktwinkel | niedrig |
niedrig | Benetzbarkeit | hoch |
niedrig | Adhäsion | hoch |
gering | freie Energie der Hautoberfläche |
hoch |
Der Arm wird im Drop Angle Meter auf eine bequeme Auflage gelegt, die vertikal bewegt und gekippt werden kann. So wird die Hautoberfläche, auf die der Tropfen aufgetragen wird, absolut gerade gehalten, damit das Wasser nicht abläuft oder sich auflöst. Das kompakte System verfügt über eine sehr gleichmäßige diffuse LED-Lichtquelle und eine hochauflösende Kamera, die das Makrobild des Tropfens auf der Haut von der Seite aufnimmt, das dann automatisch in der Software ausgewertet wird. Alle Daten, Bilder und sogar Videos werden in der Datenbank gespeichert und können bequem gefiltert und exportiert werden.
* In einer Studie (F. Bollon - Gattfossé, Let your hair down with a new texture, Personal Care Magazine, January 2022) wurde eine Haarpflegeemulsion auf eine Glasplatte aufgetragen. Nach dreistündiger Trocknung bei 23 °C und 30 % relativer Luftfeuchtigkeit konnten die hydrophoben Eigenschaften des Wirkstoffs durch Messungen der Tropfenkontur nachgewiesen werden.
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