ديناميكيات التوتّر السطحي المنظَّمة بالإنتروبيا: ربط حركيات لانغموير بالتنسيومترية عالية الدقّة

التوتّر السطحي الديناميكي ?(t) يُقاس على نطاق واسع، لكن غالبًا ما يُفسَّر باستخدام نماذج خاصة بكل نظام، ما يحجب قواعد تصميم عامة. نطوّر إطارًا حركيًا?ترموديناميكيًا مبسّطًا يربط امتزاز/إزالة امتزاز بمعدّلين (adsorption?desorption) مع علاقة غيبس للامتزاز، واعتماد أرينيوس على درجة الحرارة، ونقوم بالتحقق منه على مواد فعّالة سطحيًا أيونية (SDS وCTAB) وغير أيونية (Tween 80) باستخدام قياس التوتّر بالقوة (force tensiometry) ضمن مجال 10?80?C (10، 20، 30، 40، 60، و80?C) وعبر تراكيز تمتد من أقل من تركيز تكوّن المذيلات الحرج (CMC) إلى أعلى منه، مع نشرٍ كامل لعدم اليقين. تُعيد صيغة مغلقة واحدة إنتاج ?(t, T, Cb) بدقة عالية (R? ? 0.99). كما أنّ مجموعة دامكوهلر، Da? = ka Cb / kd، تُقسّم الأنظمة إلى أنظمة سيطرة محدَّدة (محدودة بإزالة الامتزاز < 1؛ متوازنة ? 1؛ مسيطَر عليها بالامتزاز > 10). وتُظهر الاتجاهات المستخلصة أن ka يزداد تقريبًا خطيًا مع Cb حتى الوصول إلى CMC، بينما يبقى kd ? 10???10?? s?? شبه ثابت؛ وتُعطي مواءمات أرينيوس طاقات تنشيط متّسقة. كذلك فإن معدل توليد الإنتروبيا S?_gen = ?T?? d?/dt يبلغ ذروة مبكرة ثم يسترخي باتجاه الصفر، مؤكّدًا الاتساق الترموديناميكي. يربط هذا الإطار بيانات ?(t) الخام بثوابت السرعة وحواجز الطاقة وتسميات الأنظمة، ما يتيح اختيارًا عقلانيًا لكيمياء المادة الفعّالة سطحيًا وتركيزها ودرجة الحرارة لتحقيق اتزان بيني سريع في الرشّ، والطلاءات، وتكوين المستحلبات، والعمليات ذات الصلة.