接觸角測量儀是一種用于測量液體與固體表面接觸角的儀器。它廣泛應用于物理、化學、生物等領域,尤其適用于表面性質(zhì)研究、材料表征和生物醫(yī)學工程等方面。
一、原理
接觸角是指液滴在固體表面上形成的夾角,通常用θ表示。當液滴與固體表面之間的相互作用力大于液滴內(nèi)部分子之間的相互作用力時,液滴會呈現(xiàn)出凸起的狀態(tài),此時接觸角小于90°;反之,則呈現(xiàn)出凹陷的狀態(tài),此時接觸角大于90°。而當液滴展開時,接觸角為0°。
主要通過測量液滴在固體表面上的接觸角來表征液體-固體界面相互作用的性質(zhì)。這種測量可采用不同的方法實現(xiàn),如光學法、重力法、自動滴定法、自動靜壓法等。
二、類型
目前市場上主要有兩種接觸角測量儀:光學接觸角測量儀和重力接觸角測量儀。
光學接觸角測量儀是一種基于相機成像技術(shù)的測量儀器。它通過將液滴放置在固體表面上,然后使用相機拍攝液滴和固體表面的圖像,利用圖像處理算法計算得出接觸角。這種方法具有非常高的精度和可靠性,可用于各種類型的樣品和液體。
重力接觸角測量儀是一種基于液滴重力的測量儀器。它通過將液滴放置在固體表面上,并在液滴前方施加一定大小的外力,使液滴形成平衡狀態(tài),然后測量接觸角。這種方法適用于需要大量樣品測試的情況,例如材料庫篩選等應用場景。
三、應用
廣泛應用于物理、化學、生物等領域。在材料研究領域,可用于表征材料表面的潤濕性,如評估涂層的耐水性、油性等特性。在生物醫(yī)學工程領域,可用于研究細胞行為和組織工程材料的潤濕性。在環(huán)境科學領域,可用于研究油污染物的分散性和生態(tài)毒性等。
值得一提的是,在納米技術(shù)領域,也被廣泛應用于表征納米材料特性。