疏水性測(cè)試儀

更新時(shí)間：2021-01-07

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疏水性測(cè)試儀

接觸角測(cè)試儀分析如何實(shí)現(xiàn)測(cè)量靜態(tài)和動(dòng)態(tài)接觸角
　　楊氏方程式僅適用于具有光滑，惰性，均勻和無孔表面的理想固體。然而，表面粗糙度和化學(xué)異質(zhì)性通常存在于實(shí)際表面上，因此，接觸角的準(zhǔn)確確定是具有挑戰(zhàn)性的，因?yàn)楸砻姘纪箍赡軙?huì)導(dǎo)致接觸角滯后。靜態(tài)接觸角通常被定義為各個(gè)接觸角測(cè)量的平均值。然而，由于真實(shí)表面的不規(guī)則性，這可能會(huì)導(dǎo)致很大的誤差。動(dòng)態(tài)接觸角是可能的接觸角范圍的極值，并且當(dāng)三相邊界運(yùn)動(dòng)時(shí)它們發(fā)生。動(dòng)態(tài)接觸角提供有關(guān)表面形貌和均勻性的信息。
　　如何測(cè)量靜態(tài)，動(dòng)態(tài)接觸角？

　　將固體表面連接到平衡鉤上并浸入測(cè)試液體中以計(jì)算前進(jìn)的接觸角。然后將固體從測(cè)試液體提起，并且可以計(jì)算后退角度。
　　有兩種測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角的方法，圓法和橢圓法。動(dòng)態(tài)接觸角可以通過使用分配器擴(kuò)大（前進(jìn)接觸角）和減小（后退接觸角）液滴尺寸或通過傾斜樣品臺(tái)來測(cè)量，使得樣品和位于其頂部的液滴傾斜。
　　傾斜支架也可用于測(cè)量表面的滾降角度。滾降角是指液滴從表面滾下的固體表面的傾斜角度。滾降角度主要用于表征超疏水表面。
　　各種材料是研究流體行為的科學(xué)領(lǐng)域（液體和氣體）接觸角行為。流體顯著不同在微型設(shè)備中由于表面與體積的增加比。因素如表面張力和流體阻力開始統(tǒng)治制度。接觸角的主要應(yīng)用領(lǐng)域是在制藥和生物研究以及診斷方面，盡管應(yīng)用也可以在能源和電子領(lǐng)域找到部門。接觸角是一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域正處于研究實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入的階段業(yè)產(chǎn)品。相比標(biāo)準(zhǔn)尺寸的氣相色譜，這些芯片較小尺寸并且需要較低的液體體積，導(dǎo)致更少的浪費(fèi)，更低的試劑成本和更少的診斷所需的樣品。更快的分析和響應(yīng)時(shí)間也可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散距離和快速加熱和冷卻。幾個(gè)不同功能，如樣品預(yù)處理，分離和檢測(cè)可以集成在同一個(gè)芯片上。由于表面與體積的比例高，表面起著關(guān)鍵的作用本質(zhì)上是疏水性的底物。接觸角度利用測(cè)量來研究有效性和穩(wěn)定性的測(cè)試。接觸角測(cè)量也是用作質(zhì)量控制工具，例如評(píng)價(jià)質(zhì)量微流控芯片上的功能涂層。

　　實(shí)現(xiàn)了不同的靜態(tài)接觸角通過等離子體處理和表面涂層。呈現(xiàn)結(jié)果可以得出結(jié)論，支柱具有顯著的效果在填充時(shí)間較高的接觸角值。然而當(dāng)靜態(tài)接觸角低時(shí)，效果不明顯。一些金屬（例如鋁或鎂）涂覆有鈍化氧化物層并且在粘合劑接觸之前需要激活處理。作為假體材料的鈦也經(jīng)過預(yù)處理，以提高生物相容性，這是由于生物材料（例如膠原）的增加的粘附力。各種處理方法影響表面自由能或粗糙度的增加，由此潤濕性和粘附性都得到改善。
　　我們的測(cè)量儀器可以根據(jù)與多種液體的接觸角來測(cè)量表面自由能。這樣做時(shí)，表面自由能的極性和色散部分都被確定。結(jié)合測(cè)量涂層物質(zhì)的表面張力，這可以確定粘附力的工作作為粘附的量度。通過分別測(cè)量相鄰相，可以使涂層物質(zhì)的組成與預(yù)處理過程匹配。
　　當(dāng)潤濕過程中的接觸角（前進(jìn)角）與脫濕時(shí)的接觸角（后退角）比較時(shí)，可以看到粗糙度對(duì)潤濕性的影響。

　　如果要回答靜態(tài)接觸角和動(dòng)態(tài)接觸角的區(qū)別問題，可以從概念上去進(jìn)行分析。靜態(tài)接觸角：當(dāng)液體在固體表面達(dá)到平衡時(shí)，氣液的界線與液固的界線之間的夾角稱為接觸角，此時(shí)為靜態(tài)接觸角；而動(dòng)態(tài)接觸角，有多種狀態(tài)定義：其一，對(duì)于讓處于非平衡狀態(tài)的液滴在固體表面上自由鋪展，動(dòng)態(tài)接觸角又分為前進(jìn)角和后退角，這里可以適當(dāng)附上前進(jìn)后退角的概念，測(cè)試前進(jìn)后退角是針對(duì)于疏水材料，親水材料測(cè)試無意義。其二，液體在固體表面接觸角隨時(shí)間變化而變化的過程，也是動(dòng)態(tài)接觸角。以上可以看出，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)接觸角區(qū)別分別是在液滴平衡和非平衡狀態(tài)下去做的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。

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