【摘要】 当三相边界移动时，可以测量动态接触角，并将其称为前进角和后退角。

接触角可以分为静态和动态角度。当液滴站在表面上并且三相边界不移动时，测量静态接触角。静态接触角用于质量控制和研究和产品开发。接触角测量用于从印刷到油回收和涂层到植入物的领域。当三相边界移动时，可以测量动态接触角，并将其称为前进角和后退角。

 

接触角滞后 是前进和后退接触角之间的差异。接触角滞后产生于化学和地形 的表面的不均匀性，溶液中的杂质吸收的表面上，或通过溶剂溶胀，重排或表面的改变12。前进和后退接触角给出了静态接触角在表面上具有的最大值和最小值。

 

如何测量动态，静态的接触角：

接触角测量仪可用于测量各种接触角。下面描述了两种技术，并针对特定应用选择了两种技术。静态和 动态接触角 都可以通过使用来测量;。在实践中，将液滴放置在固体表面上，并记录液滴的图像。然后通过在液滴周围拟合Young-Laplace方程来定义静态接触角，尽管也可以使用其他拟合方法，如圆和手动拟合式。以通过使用两种不同的方法来测量动态接触角; 改变液滴的体积或使用倾斜摇篮。下图显示了体积变化方法的原理。简而言之，首先形成小液滴并放置在表面上。然后使针靠近表面，并且同时记录时液滴的体积逐渐增加。这将给出前进的接触角。后退角度以相同的方式测量，但此时，液滴的体积逐渐减小。将液滴放置在基板上，然后逐渐倾斜。在液滴开始移动之前，在液滴的前面测量前进角度。在相同的时间点，在液滴的背面测量后退接触角。

 

 

使用接触角测量仪进行动态接触角测量的示意图。优点：当在不均匀且规则尺寸和形状的样品上测量液固相互作用和/或固体性质(如表面自由能)时，张力测定法是最佳选择。主要优点如下：

1、小液体需求量(只有一些微升)

2、固体基质可以是不对称的(例如隐形眼镜)

3、样品两侧不需要相似(涂层和表面改性表征)

4、表面上的接触角映射使得能够进行 异质性和 清洁度表征

5、可以使用校准片进行粗糙度校正

动态接触角可以通过使用张力计来测量，接触角测量仪当固体样品与测试液体接触时影响平衡的质量。接触角可然后通过使用当液体(表面张力下面的等式来计算γ升)和样品(P)的周界是已知的。

在下面的视频中，提供了一个完整的接触角测量周期。可以看出，测量的接触角始终是动态接触角，因为样品相对于液体移动。当样品浸入液体时，记录推进的接触角，并且当样品出现时，测量后退接触角。

 

动态接触角测量：

假设如果与液滴沉积后的某个时间点的差异相比，液滴静止在固体表面上并快速达到平衡，前一段的接触角数据是非常有用的。但是，这仅适用于数据没有太大变化。例如，假设在液体和固体界面是动态的情况下，诸如涂覆或清洗的各种状态，则不能获得足够的数据。这种情况模拟(随着前进的接触角和后退接触角)动态的情况，其中液滴界面移动并且已经增加。使用个人计算机进行此分析已成为常见的做法，因此您可以轻松地捕获每秒数十帧以测量液滴(接触角)随时间变化的变化。

 

 

下面描述测量动态接触角的方法。

连续进行前段的接触角测量，观察随时间的变化。 虽然在动态和静态之间没有精确的定义，但我们将其视为一种类型的动态接触角，时间间隔为1秒或更短。 这也可以用于跟踪吸收和其他挥发性情况。

通过使与液体表面接触的液滴膨胀并且增加和减小液滴的尺寸，当前进和后退(前进接触角和后退接触角)时测量接触角。

通过扩展/收缩方法，还存在固体表面的不均匀性大的缺点，例如界面处的粘滑性，其通常导致不太平滑曲线的数据。因此，重要的是进行重复测量以完全掌握这些运动。

倾斜固体表面，以便在滑动时测量表面上的液滴。

 

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