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分析光學接觸角測量儀如何測試材料的潤濕性?
發布時間：2022-09-22 點擊次數：2030
光學接觸角測量儀可以記錄液滴圖像并且自動分析液滴的形狀。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境介質的函數。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獲得的圖像進行分析，測定接觸角和表面張力。使用幾種已知表面張力的液體進行接觸角測試可以計算得到材料的表面自由能。
作為光學方法，光學接觸角測量儀的測量精度取決于圖片質量和分析軟件。光學接觸角測量儀使用一個高質量的單色冷LED光源以使樣品蒸發量降到zui低。高分辨率數碼鏡頭、高質量的光學器件和的液體擬合方法確保了圖片質量。
光學接觸角測量儀測試材料的潤濕性：
主要用于測量液體對固體的接觸角，即液體對固體的浸潤性，當液滴自由地處于不受力場影響的空間時，由于界面張力的存在而呈圓球狀。但是，當液滴與固體平面接觸時，其終形狀取決于液滴內部的內聚力和液滴與固體間的粘附力的相對大小。當一液滴放置在固體平面上時，液滴能自動地在固體表面鋪展開來，或以與固體表面成一定接觸角的液滴存在。
接觸角測量儀的測量原理其實有點類似于液滴高度/寬度法測量，運用圓方程式來擬合液滴的輪廓形狀，從而計算出接觸角。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。
作為潤濕現象的一種研究方法，接觸角的研究長期以來一直停留在某個階段。以前，當人們需要用到光學接觸角測量儀時，多半是從國外采購，國內的一些廠家還沒有完全形成完整常規的研究。現在，生物啟發特殊潤濕性能表面已經吸引了廣泛的科學關注，無論是在基本理論研究方面還是在實際應用方面。它已經成為一個持續增加的熱門研究課題，受動植物表面疏水性的啟發，許多研究人員嘗試用各種方法模似了自然界中特殊潤濕性能表面，集中在荷葉效應啟發的自清潔表面。
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，研究學者發現影響接觸角穩定的因素除平衡時間和溫度外，還有接觸角滯后和吸附作用，前進接觸角，后退接觸角和接觸角滯后表征出水滴在固體表面的動態行為，接觸角滯后與表面粘性緊密相關，接觸角滯后越小，液滴越易從表面滴落，反之亦然。固體表面特殊的潤濕性對自清潔，防輻射，微液體等領域具有潛在應用價值，液體在固體表面的潤濕性能一般采用切線法，寬高法，橢圓法，楊氏議程定義法來測量，接觸角可以定量描述表面的潤濕性能，其測量可通過接觸角測量儀直線測量。
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