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測(cè)量超疏水材料接觸角會(huì)遇到哪些障礙?

  接觸角值一般采用視頻光學(xué)接觸角測(cè)量法來(lái)進(jìn)行測(cè)量，視頻光學(xué)法是通過(guò)直接觀測(cè)液體在固體表面形成的液滴的測(cè)量方法，通過(guò)測(cè)量液滴的形狀，尤其是其與固體表面相接觸處的液面形狀，來(lái)確定液體在固體表面的接觸角θ。

  至于接觸角值的可重復(fù)性，對(duì)于通常的樣品表面，我們遇到過(guò)的比較完美的工業(yè)產(chǎn)品表面的接觸角測(cè)量的可重復(fù)性在1°以?xún)?nèi)（接觸角值在100-120°范圍），這一重復(fù)性包括前進(jìn)接觸角測(cè)量的可重復(fù)性和采用固定操作步驟而獲得的所謂的靜態(tài)接觸角值的可重復(fù)性。但我們也時(shí)常遇到一些樣品，即使同樣采用固定操作步驟，獲得的靜態(tài)接觸角值的可重復(fù)性或波動(dòng)幅度在3-5°。

  對(duì)于普通的樣品表面，如果其接觸角滯后性的幅度在幾十度的范圍，一般情況下，前進(jìn)接觸角值的可重復(fù)性要比靜態(tài)接觸角值的可重復(fù)性好得多。靜態(tài)接觸角值的可重復(fù)性，即使采用固定操作步驟，在很大程度上取決于難免存在的、微小的操作上的差異可能對(duì)液滴最后展現(xiàn)的接觸角值的影響，而這又與樣品本身的屬性緊密相關(guān)。

  如果樣品表面本身不符合表面屬性基本均勻這一前提，那么測(cè)量得到的數(shù)值的波動(dòng)幅度不但受到測(cè)量過(guò)程中許多細(xì)節(jié)的影響，更是包括了樣品表面本身的屬性波動(dòng)。那么在測(cè)量超疏水材料接觸角一般會(huì)遇到哪些障礙呢？

  使用光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量接觸角首先需要將液滴轉(zhuǎn)移到材料表面，但是由于材料的超疏水特性，液滴總是粘附在注射針的頂端，很難轉(zhuǎn)移到材料表面。如果過(guò)分增大液滴的體積，利用重量把液滴轉(zhuǎn)移下來(lái)，過(guò)大的液滴會(huì)增加準(zhǔn)確測(cè)量接觸角的難度。有人不得不用手指輕彈注射針抖落液滴，這也不是規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作。非接觸式注液是目前解決這個(gè)問(wèn)題的好方法。

  非接觸式注液是指在注射器上安裝一個(gè)針嘴，通過(guò)注射泵的脈沖推射液滴，使液滴直接落到材料表面上。這種注液方式完全避免了液滴在注射針針頭上的黏附，徹底解決了液滴轉(zhuǎn)移的問(wèn)題。非接觸式注液打破了傳統(tǒng)注射單元只能控制注射速度的局限，完美地將注射速度和注射加速度結(jié)合在一起，解決了超疏水材料接觸角測(cè)量的大障礙—液滴“包針”問(wèn)題。