几乎所有的工业产品都会用到表面活性剂，从清洁剂到油漆，化妆品到食品。 表面活性剂根据它们所应用的系统可以作为清洁剂，润湿剂，乳化剂，发泡剂和分散剂。天然存在的表面活性剂也可能导致不必要的产品性能。表面活性剂的表征对于确保产品和工艺的最佳性能至关重要。
表面活性剂通常是两亲的有机化合物，这意味着它们同时含有亲水性（水溶性）和疏水性（水不溶性）部分。 由于它们的两亲性质，表面活性剂吸附在界面上，从而降低了两相之间的表面和界面张力。
在许多工业过程中，可添加表面活性剂以改善产品的性能。 例如，表面活性剂用于清洁剂以提高清洁产品的效率，也可以作为食品产品中的油漆或乳化剂中的润湿剂。表面活性剂的另一个方面是作为表面活性剂的天然化合物。这些包括在重质原油中发现的沥青质，可能会在原油生产中引起各种问题。
表面活性剂在气-液或液-液界面的吸附
通过测量其降低表面或界面张力和稳定乳液的能力以及通过研究其亲水-亲油平衡（HLB）来测定表面活性剂的效率。
通过测量表面和界面张力与浓度的关系函数，可以确定给定表面活性剂或表面活性剂混合物能够产生的表面张力或界面张力下降的最大值。 从经济角度来看这也是重要的，因为使用的表面活性剂的量对产品的成本有直接影响。就表面活性剂浓度和表面活性剂的毒性而言，也需要考虑环境因素。 临界胶束浓度测量通常用于确定制剂中表面活性剂的最佳量。
[下载表面和界面张力白皮书—它是什么以及如何测量它？]
表面活性剂在固体表面吸附
了解表面活性剂在固体表面的吸附，例如在油漆制造、水过滤或原油生产等过程中非常重要。 以涂料为例，这是一种复杂的水基混合物，包括颜料颗粒、聚合物和表面活性剂等不同组分。 颜料颗粒是赋予涂料所需的颜色，聚合物增加粘度和表面活性剂，以增加涂料的稳定性和润湿性。 如果在颜料表面上优先吸附聚合物而不是表面活性剂，则会出现问题。 这会导致干膜的颜色外观和粘合性能下降。
原油生产中沥青质的吸附造成的问题
由于许多最近发现的储量中含有沥青质（油砂，重油），沥青质引起的兴趣越来越大。 沥青质是原油的高分子量组分，其确切的分子结构未知，通常被归类为不溶于烷烃，如正戊烷和正庚烷，但可溶于甲苯。 沥青质倾向于吸附在界面上，从而增加油水乳液的稳定性（与乳液稳定性相关）并改变油藏的润湿行为。原油加工过程中沥青质的吸附也会造成管道污染等问题。
为了了解沥青质沉积的机理，需要对沥青质 - 固体相互作用有基本的了解。 QSense QCM-D可用于表征不同溶剂条件下各种表面上的沥青质吸附和污染。
沥青质的沉淀和沉积会导致储层岩石的润湿性改变和渗透率降低，从而导致采油率下降。 通过接触角测量可以研究油、流体和岩石之间的润湿性和界面张力测量。接触角测量也可以在的高压和高温下模拟油藏条件进行。
固液界面表面活性剂吸附动力学表征
正如我们所看到的，在固液界面上表面活性剂和它们的行为是许多领域的核心，从生物学应用到去污和清洁到提高石油采收率。 QSense QCM-D技术能够根据界面上的动力学和行为对表面活性剂、表面活性剂体系以及表面活性剂混合物进行表征。利用这种表面敏感技术，可以研究表面活性剂对不同表面的吸附和解吸动力学，并实时监测吸附动态。表面可以容易地变化，这使得规划出表面材料、表面官能度和亲水性或疏水性的影响成为可能。还可以确定吸附表面活性剂的层厚度，并根据各种表面活性剂浓度、pH值、盐浓度和温度来追踪吸附膜的形态变化。该技术还能够探索和表征表面活性剂与例如脂质囊泡或聚合物和聚电解质层之间的相互作用。
