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僅知道液體表面張力和接觸角不能直接求出固體表面能,還需要結(jié)合具體的表面能計算模型(如 Fowkes 模型、OWRK 模型等),并補(bǔ)充液體的表面能分?jǐn)?shù)量(極性、色散分量等)才能計算。固體表面能通常是 “總表面能",其構(gòu)成復(fù)雜(包含色散力、極性力、氫鍵力等),而接觸角僅反映液 - 固 - 氣三相界面的平衡關(guān)系,無法單獨(dú)拆解固體表面能的具體分量,必須依賴液體的已知參數(shù)來反推。在這一精密分析過程中,視頻接觸角測量儀 是實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確數(shù)據(jù)獲取的關(guān)鍵工具。
要通過接觸角法計算固體表面能,除了已知的 “液體表面張力" 和 “接觸角",還需要滿足以下兩個核心條件。
1.選擇合適的表面能計算模型,不同模型對 “固體表面能的構(gòu)成" 假設(shè)不同,需要的液體參數(shù)也不同。
2.確保接觸角測量的有效性,測量的是靜態(tài)平衡接觸角(而非動態(tài)接觸角,如前進(jìn)角 / 后退角),需等待液滴穩(wěn)定后讀數(shù);固體表面需滿足光滑、平整、清潔、無孔(多孔或粗糙表面會因“Wenzel 效應(yīng)" 或 “Cassie 效應(yīng)" 改變接觸角,需額外修正),液滴體積需適中(通常 1-5μL),避免重力影響導(dǎo)致接觸角失真。為了精準(zhǔn)滿足這些嚴(yán)苛的測量要求,研究人員必須借助高精度的 視頻接觸角測量儀 來捕獲和評估液滴的輪廓與平衡狀態(tài)。