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MicroDrop法用于基于Wenzel-Cassie模型接触角测量

点击次数:1186  发布时间:2018-11-12

目前传统的接触角测量的测试液滴形态通常为停滴法(Sessile Drop method),其他的液滴形态如悬滴法(Pendant Drop method)通常用于界面张力的测值。

悬滴法界面张力测量

接触角测温量停滴法

可见,悬滴法测量时通常是液滴挂在针头下方,这样,固体的能量很少影响到液滴的整体轮廓,能量影响通常小于13%。而停滴法时,由于固体的表面能量作用于液滴的轮廓图像占的百分比通常超过70%。

但是,我们知道的固体材料的客观规律为:

1、固体材料存在接触角滞后现象:这种接触角滞后是由于固体材料的表面粗糙度、化学多样性以及异构性导致的。注:不是仅仅表面粗糙度一项,因而同行宣称修正3D形貌探测得到的粗糙度并进而测试固体的表征接触角值并不是科学的方法。

2、固体材料表面存在的Wenzel-Cassie模型:通常的分界角度为90度,即90度以上,Wenzel-Cassie模型会明显作用于固体的接触角测值。

3、重力影响条件下接触角测量如何修正?

传统的停滴法(Sessile Drop)评估接触角的重点在于如何修正重力影响并将接触角值测值结果更符合界面化学分析的科学要求。因而,接触角测量的技术路线的发展以量角器(1946-1980年左右)--- 数码量角器(1980年--)- Young-Laplace方程拟合(1989年--)-- ADSA-RealDrop/TrueDrop (2015年--)。

众博棋牌但是,以上的技术发展路线一直没有根本上解决Wenzel-Cassie模型的影响以及根本上解决重力的影响问题。

美国科诺及其战略投资公司上海梭伦于2018年提出MicroDrop测试接触角技术,其技术核心为ADSA-RealDrop/TrueDrop 算法,且重力作用的方向与样品面相反。与悬滴法不同的是,MicroDrop法的液滴轮廓描述的是70%固体能量影响下的固液界面。因而,在修正重力系数-表面张力系数(界面张力)的条件下,其测值结果相比较于传统算法更具有优势。

1)采用传统的接触角测量方法时,接触角测值速度采用100帧/秒时,共拍得2张图片,在慢放条件条件下,接触角变化图像如下所示:

纤维接触角

(2)采用MicropDrop法时,同样的100帧/秒条件下,接触角的变化图像如下所示:

接触角测量仪MicropDrop法测量接触角值

 

因而相对于98%以上的样品均体现为非轴对称而言,传统的停滴法无法准确表征固体材料的性质。所以,更进一步的,传统的接触角测量仪只能符合2%以下的样品的测试需求。只是在专业理念没有升级到MicroDrop法时,很多人员没有进一步认识到这一点。

98%的液滴是非轴对称的,您可以买错接触角测量仪了

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