接觸角測量儀的特殊應(yīng)用,超疏水表面的接觸角測量-晟鼎精密
具有特殊光學(xué)性能的超疏水表面:
金屬材料應(yīng)用:很多場合金屬材料需要疏水效果,金屬本身是親水的,對金屬進(jìn)行改性后的效果,需要用到接觸角測量儀進(jìn)行評(píng)估。
而一些水下作用用的金屬材料,為了防銹,耐用,進(jìn)行表面改性后接觸角高達(dá)158度,通過接觸角的測試,的闡述疏水材料的實(shí)際應(yīng)用過程。
仿生材料,纖維紡織應(yīng)用:荷葉的疏水效果非常好,業(yè)界都在模仿荷葉的表面結(jié)構(gòu)制造各種疏水材料,象沖鋒衣,潛水服,泳衣這些纖維紡織品都在進(jìn)行表面改性,從而達(dá)到人們所需要的目的。奧運(yùn)會(huì)上的游泳*為什么能拿*,一部分原因是他們苦練游泳技能,一方向是一件的超疏水的游泳服。
透明性的超疏水表面由于在眼鏡,汽車玻璃,窗戶等涂層上的重要應(yīng)用而引起了人們的廣泛關(guān)注。當(dāng)考慮到粗糙度的因素時(shí),疏水性和透明性是兩個(gè)互為競爭的性質(zhì),因?yàn)楸砻娲植诙鹊脑黾涌梢栽鰪?qiáng)表面的疏水性,但由于光散射損失而降低其透明性,一般來說,透明性薄膜的表面粗糙度較小,而表面的疏水性會(huì)隨著表面粗糙度的減小而下降,因此,為了得到即透明又疏水的薄膜,就要對表面的粗糙度進(jìn)行有效的控制。構(gòu)建合適的粗糙表面是滿足這兩種性能的重要在因素。如前所述,利用等離子體處理,升華,相分離,化學(xué)氣相沉積等方法構(gòu)建粗糙表面。通過調(diào)整表面粗糙度及表面化學(xué)修飾,都可以得到透明的超疏水表面。
減反射性是另一個(gè)非常重要光學(xué)性能,在眼鏡以及覆蓋太陽能電池的玻璃等表面具有重要的作用。盡管減反射薄膜已經(jīng)被廣泛地開發(fā)出來,但是具有超疏水性的減反射膜卻很少有人關(guān)注。
超疏水性表面有著廣泛的用途,如將其涂覆于微流體管道的內(nèi)壁可以降低微量液體通過時(shí)的陰力并減少損失,將超疏水表面涂層用于衛(wèi)星接收的天線上,可以避免因天線上的積雪而造成通訊質(zhì)量變差或中斷。用于水中運(yùn)輸工具或水下核潛艇上??梢詼p少水的陰力,提高行駛速度。用于微量注射器針尖上,可以*消除昂貴的藥品在針尖上的黏附及由此帶來的對針尖的污染??傊杷员砻嬉蚱鋸V泛的應(yīng)用前景而備受關(guān)注。近年來已經(jīng)成為界面材料研究中的一大熱點(diǎn),并已逐漸發(fā)展了多種有效的制備方法。但是在超疏水表面的研究領(lǐng)域還存在著一些技術(shù)難題,如超疏水表面的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性,耐摩擦性,牢固性,隨著科研人員的共同努力,加上與接觸角測量儀的配套使用,相信能夠開發(fā)出更多性能優(yōu)異的超疏水表面。
測量超級(jí)疏水表面的方法,與常規(guī)的方法不一樣。我們將高于120度的接觸角定為超疏水接觸角。
切線法:常規(guī)方法,需手工切線,誤差較大
圓法:也叫寬高法,θ/2法,利用三點(diǎn)擬合一個(gè)圓形(開放式存在,能更好的看清楚是否貼合在一起),從而計(jì)算出接觸角度。適用于<20°角度的接觸角測量。
橢圓法:當(dāng)接觸角度超過20度時(shí),此時(shí)已不是一個(gè)常規(guī)的圓形,而近似一個(gè)橢圓形,橢圓法用五點(diǎn)擬合橢圓形,從而計(jì)算出接觸角度。適用于>20° <120°角度測量。
Laplace-Young法:適用于>120°超疏水角度的測量。但是Laplace-Young法有一個(gè)缺點(diǎn),就是在擬合時(shí)的圖象一定要非常清晰和完整,需自動(dòng)擬合,并且左右兩邊的角度要均勻。
微分圓法,微分橢圓法:適用于所有不同角度的測量。目前晟鼎精密已經(jīng)開發(fā)出微分圓法和微分橢圓法,此方法含擴(kuò)(圓環(huán)法,橢圓法,Laplace-Young法)并能優(yōu)化Laplace-Young法的不足之處。這也是有超疏水角度測量需求的客戶的福音。
從上圖可以看出,晟鼎精密的接觸角測量儀測試方法目前已達(dá)到水平。當(dāng)國內(nèi)的儀器測量方法還停留在三占法,寬高法時(shí),晟鼎精密為了更大限度的滿足疏水角度測試的客戶的需求,已跟接觸角測量儀接軌,開發(fā)出五點(diǎn)橢圓法。而隨著更多精度高要求客戶的需求,我們開發(fā)區(qū)微分圓法和微分橢圓法,同樣的樣品,我們將做到*,將測量數(shù)據(jù)精度得到zui大的提升。