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分析光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x如何測(cè)試材料的潤(rùn)濕性?
發(fā)布時(shí)間：2022-09-22 點(diǎn)擊次數(shù)：1754
光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x可以記錄液滴圖像并且自動(dòng)分析液滴的形狀。液滴形狀是液體表面張力、重力和不同液體樣品的密度差和濕度差及環(huán)境介質(zhì)的函數(shù)。在固體表面上，液滴形狀和接觸角也依賴于固體的特性（例如表面自由能和形貌）。使用液滴輪廓擬合方法對(duì)獲得的圖像進(jìn)行分析，測(cè)定接觸角和表面張力。使用幾種已知表面張力的液體進(jìn)行接觸角測(cè)試可以計(jì)算得到材料的表面自由能。
作為光學(xué)方法，光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x的測(cè)量精度取決于圖片質(zhì)量和分析軟件。光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x使用一個(gè)高質(zhì)量的單色冷LED光源以使樣品蒸發(fā)量降到zui低。高分辨率數(shù)碼鏡頭、高質(zhì)量的光學(xué)器件和的液體擬合方法確保了圖片質(zhì)量。
光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)試材料的潤(rùn)濕性：
主要用于測(cè)量液體對(duì)固體的接觸角，即液體對(duì)固體的浸潤(rùn)性，當(dāng)液滴自由地處于不受力場(chǎng)影響的空間時(shí)，由于界面張力的存在而呈圓球狀。但是，當(dāng)液滴與固體平面接觸時(shí)，其終形狀取決于液滴內(nèi)部的內(nèi)聚力和液滴與固體間的粘附力的相對(duì)大小。當(dāng)一液滴放置在固體平面上時(shí)，液滴能自動(dòng)地在固體表面鋪展開(kāi)來(lái)，或以與固體表面成一定接觸角的液滴存在。
接觸角測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理其實(shí)有點(diǎn)類似于液滴高度/寬度法測(cè)量，運(yùn)用圓方程式來(lái)擬合液滴的輪廓形狀，從而計(jì)算出接觸角。由于此方法假定了液滴(截面)的形狀為圓的一部分，所以其適用范圍只限于球狀或接近球狀的液滴。由于重力的影響，嚴(yán)格地講，液滴的形狀都偏離球型：偏離的程度隨液滴的體積增大而增大;在同樣的體積下，液體的比重越大，表面張力越小，偏離的幅度也越大。
作為潤(rùn)濕現(xiàn)象的一種研究方法，接觸角的研究長(zhǎng)期以來(lái)一直停留在某個(gè)階段。以前，當(dāng)人們需要用到光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x時(shí)，多半是從國(guó)外采購(gòu)，國(guó)內(nèi)的一些廠家還沒(méi)有完全形成完整常規(guī)的研究?，F(xiàn)在，生物啟發(fā)特殊潤(rùn)濕性能表面已經(jīng)吸引了廣泛的科學(xué)關(guān)注，無(wú)論是在基本理論研究方面還是在實(shí)際應(yīng)用方面。它已經(jīng)成為一個(gè)持續(xù)增加的熱門(mén)研究課題，受動(dòng)植物表面疏水性的啟發(fā)，許多研究人員嘗試用各種方法模似了自然界中特殊潤(rùn)濕性能表面，集中在荷葉效應(yīng)啟發(fā)的自清潔表面。
超疏水表面是指與水的接觸角大于150度的表面，隨著研究的不斷加深，研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)影響接觸角穩(wěn)定的因素除平衡時(shí)間和溫度外，還有接觸角滯后和吸附作用，前進(jìn)接觸角，后退接觸角和接觸角滯后表征出水滴在固體表面的動(dòng)態(tài)行為，接觸角滯后與表面粘性緊密相關(guān)，接觸角滯后越小，液滴越易從表面滴落，反之亦然。固體表面特殊的潤(rùn)濕性對(duì)自清潔，防輻射，微液體等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值，液體在固體表面的潤(rùn)濕性能一般采用切線法，寬高法，橢圓法，楊氏議程定義法來(lái)測(cè)量，接觸角可以定量描述表面的潤(rùn)濕性能，其測(cè)量可通過(guò)接觸角測(cè)量?jī)x直線測(cè)量。
