2022-06-27
usanna Laurén，Biolin Scientific
接觸角在學術領域和工業領域都是常規測量，是一種十分簡單但靈敏的材料表征方法。接觸角反應了材料表面的潤濕性，該性能與材料的粘附力和清潔性能息息相關。雖然在大多數情況下測試靜態接觸角即可滿足測量需求，但為了更深入的了解材料特性還需要其他指標對材料進行表征。
• 由表面異質性引起的接觸角滯后
靜態接觸角的測量表征有時會有疑義，主要是因為在同一表面能夠測得多個看似穩定的接觸角結果。在實踐中，這可以從不同測量的接觸角讀數中看出。當將液滴放置在表面上時，液滴可以采用這些看似穩定的接觸角值中的任何一個。如果測量參數，例如液滴的體積和放置液滴的方式保持不變，仍有可能獲得可重復的結果。然而靜態接觸角并不能夠告訴你表面的真實性質。即使測試結果能夠重復也不能夠說明材料表面是均一且平整的，僅僅能說明測量方法是可以重復的（當然從測量方法本身來講是好的）。
如何能夠幫助更深層次的分析材料的表面特性，接觸角滯后便能滿足上述需求。通過測量前進角和后退角計算出接觸角滯后。前進角是該表面最大的接觸角，后退角是最小的接觸角。所有看起來穩定的接觸角數值均在這兩者之間。接觸角滯后則是前進角和后退角的差值。理想表面：表面是化學均一的、在原子層面是平整的，則不會有接觸角滯后。實際上，理想表面是不存在的，而接觸角滯后是必然存在的。
在實際的應用中，接觸角滯后能夠告知表面涂層的均一性。如果滯后角很大（大于10度），表明可能由于化學或粗糙度導致的涂層不均一，通常情況下上述兩種情況同時存在。實際情況下，靜態接觸角可能變化不大，但可以從接觸角滯后的增加中看出涂層的退化。
• 案例分析：疏水涂層分析
不同類型的疏水和超疏水涂層由于其在抗污方面的表現受到廣泛關注。
玻璃上的疏水涂層特別有趣，主要用在屏幕、擋風玻璃和透鏡上。接觸角的測量為評價涂層質量提供了很好的方法。然而有時僅憑測量靜態接觸角無法區分涂層間的差異。此時增加動態接觸角的測量，能夠更全面表征涂層信息。
新涂層與舊涂層或競爭對手的涂層相比有更*的性能。然而靜態接觸角之間的差別不大，并不能體現新涂層的*性。
表1 不同涂層的靜態接觸角
為了得到不同涂層更細節的潤濕信息，需要測量動態接觸角和滾動角。測量結果明確了不同涂層的區別，新涂層明顯優于舊涂層和競爭對手的涂層。
表2 不同涂層的動態接觸角
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