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分析光學(xué)接觸角測量儀如何測試材料的潤濕性?
發(fā)布時間：2022-09-22 點(diǎn)擊次數(shù)：2208
光學(xué)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(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獲得的圖像進(jìn)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(jìn)行接觸角測試可以計算得到材料的表面自由能。
作為光學(xué)方法，光學(xué)接觸角測量儀的測量精度取決于圖片質(zhì)量和分析軟件。光學(xué)接觸角測量儀使用一個高質(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(dāng)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(dāng)液滴與固體平面接觸時，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大小。當(dāng)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(diǎn)類似于液滴高度/寬度法測量，運(yùn)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(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。
作為潤濕現(xiàn)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(dāng)人們需要用到光學(xué)接觸角測量儀時，多半是從國外采購，國內(nèi)的一些廠家還沒有完全形成完整常規(guī)的研究?，F(xiàn)在，生物啟發(fā)特殊潤濕性能表面已經(jīng)吸引了廣泛的科學(xué)關(guān)注，無論是在基本理論研究方面還是在實際應(yīng)用方面。它已經(jīng)成為一個持續(xù)增加的熱門研究課題，受動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。固體表面特殊的潤濕性對自清潔，防輻射，微液體等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)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。
