接觸角在納米材料表面改性應用

1)當θ=0，*潤濕；
2)當θ﹤90°，部分潤濕或潤濕；
3)當θ=90°，是潤濕與否的分界線；
4)當θ﹥90°，不潤濕；
5)當θ=180°，*不潤濕。
潤濕性問題與采礦浮選、石油開采、紡織印染、農藥加工、感光膠片生產、油漆配方以及防水、洗滌等都有密切關系。

1.什么是接觸角

接觸角是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線與固-液交界線之間的夾角θ，是潤濕程度的量度。若θ<90°，則固體是親液的，即液體可潤濕固體，其角越小，潤濕性越好；若θ>90°，則固體是憎液的，即液體不潤濕固體，容易在表面上移動，不能進入毛細孔。

2.測試方法:

接觸角現有測試方法通常有兩種:其一為外形圖像分析方法;其二為稱重法.后者通常稱為潤濕天平或滲透法接觸角儀.但目前應用泛,測值直接與準確的還是外形圖像分析方法.外形圖像分析法的原理為,將液滴滴于固體樣品表面,通過顯微鏡頭與相機獲得液滴的外形圖像, 再運用數字圖像處理和一些算法將圖像中的液滴的接觸角計算出來.計算接觸角的方法通常基于一數學模型如液滴可被視為球或圓椎的一部分,然后通過測量參數如寬/高或通過直接擬合來計算得出接觸角值。Young-Laplace方程描述了一封閉界面的內、外壓力差與界面的曲率和界面張力的關系，可用來準確地描述一軸對稱的液滴的外形輪廓，從而計算出其接觸角。

3. 通俗概括

接觸角并不復雜，就是液滴在固體表面自然形成的半圓形態相對于固體平面的外切線。接觸角的應用非常廣泛，甚至可以說涉及到身邊的每個細節，比如我們希望汽車玻璃上不沾雨水、但反之我們希望汽車鋼板上的油漆脫落。其他比如農藥和蔬菜葉面、涂料和內外墻面、絕緣油和絕緣材料、納米材料表面改性等等，從教學科研、工農業生產到日常生活，舉不勝舉。

4. 界面接觸角測試儀運用領域

運用 教育科研  化妝品、選礦、造紙、醫療衛生、建筑材料、環境保護、海洋、化工、石油、噴涂、油漆油墨、印染、紡織、光學、液晶顯示器 太陽能等行業
1.   接觸角測量范圍：0～180°

2.   滾動角測量范圍：0～360°(選配，如需要可以選擇SCI3000F型)

3.   接觸角分辨率：0.01°

4.   接觸角測值精度：±0.1°(θ/2 法)

5.   表面張力測試方法：懸滴法

6.   表面張力測試范圍：0～1000mN/m

7.   表面張力測試分辨率：0.01mN/m

8.   儀器尺寸及重量：245Wx530Dx450H  mm  12 kg

9.   電源：AC220—240V  50HZ

（一） 樣品臺及其控制：
1、樣品臺移動：三維控制，XY行程：手動±50mm 精度：0.1mm  Z行程：手動 25mm 精度：0.01mm

2、樣品臺大小：70*100mm

3、樣品臺旋轉：360°滾動角測試平臺 (選配)

4、儀器水平控制：樣品臺水平控制、鏡頭水平控制和整機四腳水平

（二） 進液系統及其控制：
1、進液系統：手控制注射泵系統

2、進液器： 50ul、100ul及魯爾式高精度微量進樣器一套

3、針頭： 0.7mm 標準針頭、0.14mm超細針頭及疏水針頭一套

4、進樣器控制：XY 行程：手動 12.5mm*12.5mm  0.01mm精度 Z行程：手動25mm 0.01mm精度 實現移液及焦距對焦功能

5、進樣模式：程序設置進樣區域，多點自動按序拍攝，統一分析計算，自動得到數據，一鍵出結果。

（三） 成像系統及其控制：
1、鏡頭控制：一維俯仰控制

2、鏡頭：高性能工業連續放大鏡頭，0.7-5X光學放大，有效像素55 -320 pixel/mm

3、相機系統：工業級超低照度CCD系統（專業），放大倍數可達 60 倍

4、水平解析度：750線，0.0005Lux照度

5、相機通訊：芯片系列CCD，25幀/秒（60幀/秒）的速度，或更高幀率

6、分辨率（低）：1280*1024

7、背景光：連續可調亮度LED冷光源 ，50個左右高亮度LED燈，亞克力遮光片技術，發光均勻。

8、七維調整平臺   

四、軟件指標：
1、接觸角分析方法:

6種： 量高法、五點擬合法、量角法、插板計算法、懸滴擬合法、自動影像分析法等

2、可測靜態接觸角、動態接觸角（滾動角）、前進接觸角、后退接觸角、液滴表面張力、表面自由能和數據統計分析

3、接觸角數據取得方式：全自動測值和人工修整相結合。按測試，軟件自動拍照-查找敏感點-計算接觸角值-顯示計算結果，整個過程無須人工干預，以降低人為因素影響

4、接觸角量測技術：數學模型擬合與真實液滴外廓實際量測相結合，解決非對稱圖像測值問題

5、測試液滴狀態，共4種：懸滴法(Pendant Drop/測表面張力)、停滴法(Sessile Drop)（2/3態）、氣泡虜獲法、插板法等

6、曲面修正：上凸曲面、下凹曲面、表面粗糙度修正

7、動/靜態接觸角測試，可測試前進和后退角，傾斜角和滾動角值（需要加配旋轉平臺）

8、拍攝圖像方法：單張或60幀/秒連續拍攝

9、左右接觸角值分別計算與比較功能，軟件自動求取平均接觸角

10、數據庫管理功能：備份、壓縮、導出EXCEL表格，測值以及曲線擬合結果均可保存到導出的圖片上，直觀明了。

11、視頻錄相功能：錄制AVI格式影視圖像，可用于PPT文件制作

12、多種表面自由能估算模型，至少有9種表面自由能估算模型，不但能分析低能固體表面，也能分析高能固體表面