超親水材料和超疏水材料的接觸角測量有什么不同

　　

　　超親水材料對水的潤濕性非常好，水滴在這種材料表面上極易鋪展，接觸角數值很小，稱(chēng)為極低接觸角。

　　

　　在很多應用領(lǐng)域會(huì )涉及到極低接觸角的測量。比如液晶屏和太陽(yáng)能電池板的清洗工序。清洗后有機污染物去除的越*，材料表面越清潔則接觸角數值越小。工藝上往往要求水滴的接觸角小于10°甚至更低。

　　

　　利用傳統的側視法接觸角測量?jì)x時(shí)，如果接觸角低于15°，測量難度將隨著(zhù)接觸角角度的減小而急劇升高，準確性和可靠性下降。當接觸角低于約5°時(shí)，幾乎很難再得到有意義的結果。這是因為當接觸角下降到這一范圍時(shí)，液滴的側面圖像嚴重受到側面光照和樣品反光的影響，采用傳統側視成像的方式很難再獲得準確的液滴邊緣輪廓，這會(huì )直接影響接觸角的擬合計算。

　　

　　解決極低接觸角的測量問(wèn)題，采用俯視成像方式是一種非?？煽康臏y量方法。俯視測量法是通過(guò)從液滴正上方觀(guān)測在固體表面上的液滴形狀來(lái)獲得液滴接觸角的測量方法。俯視法接觸角測量?jì)x測量范圍廣，尤其是接觸角值極小時(shí)依然能夠得到準確可靠的測量結果。在此類(lèi)應用中俯視法和傳統側視法相比，有著(zhù)明顯的優(yōu)勢，是測量超親水材料接觸角的理想選擇。

　　

　　超疏水表面指難以被水潤濕的表面，在這種表面上水滴難以鋪展，水總是團聚在一起。測量液滴和材料的接觸角是評價(jià)材料表面潤濕性的主要方法，超疏水材料的接觸角甚至會(huì )大于150°。為了全面的評價(jià)超疏水材料的潤濕性，在實(shí)驗中有必要測量液滴的前進(jìn)角、后退角和滾動(dòng)角等動(dòng)態(tài)過(guò)程。

　　

　　使用光學(xué)接觸角測量?jì)x測量接觸角首先需要將液滴轉移到材料表面，但是由于材料的超疏水特性，液滴總是粘附在注射針的頂端，很難轉移到材料表面。如果過(guò)分增大液滴的體積，利用重量把液滴轉移下來(lái)，過(guò)大的液滴會(huì )增加準確測量接觸角的難度。有人不得不用手指輕彈注射針抖落液滴，這也不是規范的實(shí)驗操作。非接觸式注液是目前解決這個(gè)問(wèn)題的好方法。非接觸式注液是指通過(guò)注射器上的噴嘴，利用注射泵的脈沖推射液滴，使液滴直接落到材料表面上。這種注液方式*避免了液滴在注射針針頭上的粘附，*解決了液滴轉移的問(wèn)題。

　　

　　在液體轉移到材料表面之后，儀器會(huì )自動(dòng)拍下一張清晰的照片。為了準確的計算液滴的接觸角，我們建議使用Laplace-Young算法。因為在超疏水材料上的液滴接觸角很大，呈現很好的軸對稱(chēng)性，在諸多接觸角計算的模型中，Laplace-Young算法全面考慮到重力、密度等因素對液滴形狀的影響，所以它是zui為準確的測量水平的超疏水材料表面上液體接觸角的計算方法。