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如何评估接触角测试方法的优缺点?到底什么是接触角测量仪

接触角测量仪到底是什么样的仪器?这个问题本来很好回答。但是,特别是近年来,随着接触角测量技术的发展,专业人员越来越多的重视科学真相的情况下,接触角测量仪厂商有时自己都被搞晕了。

看看这个表格的描述中对于接触角测量仪的核心功能,即接触角测量算法的描述。

 

Method

Assumed shape

Range (recomm.)

For dynamic measure­ment?

For asymmetric drops?

Young Laplace

Circle under influence of gravity

20° to 180°

No

No

Ellipse (Tangent-1)

Ellipse

10° to 120°

Yes

Yes. but not recommended in the case of strong asymmetry (e.g. measurement with a tilting table)

Tangent

Polynomial fit

10° to 180°

Yes

Yes

Circle

Circle

0° to 20°

No

No

Height/Width

Circle

0° to 20°

No

No

这是一个自称行业第一的公司在使用手册里对于接触角测量仪算法的描述。从描述中,我们可以看出如下几点:

1、该公司能够提供Young-Laplace方程算法,但这个算法无法用于20度以下的角度测量,无法用于非轴对称条件下的接触角测量。

但是,事实的情况下,98%以上的接触角液滴形状为非轴对称的。这一方面是由于仪器本身设计缺陷造成的,如样品的上表面不水平会导致左、右角度不一致等。另一方面是由于材料表面本身存在的化学多样性、异构性以及表面粗糙度造成的。后者是无法避免的。

因而,他们这个写法的第一点告诉我们,Young-Laplace方程是界面化学领域用于分析接触角的最好的算法,但很不幸,这个算法无法用于98%条件下的接触角测量。

2、椭圆拟合法的接触角测量

只能应用于120度以下的角度测量以及左、右角度偏差不是很大的样品测量。

3、圆和宽度法用于20度以下的角度测量。

4、切线法用于10-180度的角度测量。

显然,该公司强调的重点在于切线法,因为可适用范围更大。

但是,切线法仅仅是简单的几何曲线量角技术,与界面化学无法,测值结果与界面化学的的Young-Laplace方程拟合的重复性以及可比性没有。

 

那么问题回来了。对于无法测试98%样品的Young-Laplace方程拟合技术的接触角测量仪,他还算是一台合格的接触角测量仪?答案是显然的。而在采用切线法的接触角测量仪是已经失去的“接触角测量”的本来意义了。

所以,结论是,接触角测量仪应该是一台能够采用Young-Laplace方程拟合技术,可分析非轴对称条件下的界面化学分析仪器。那么,有这样的仪器吗?

回答是肯定的,找美国科诺中国战略投资公司上海梭伦,我们提供拥有专利技术的阿莎算法,可以分析非轴对称条件下的接触角值,能够测试3D接触角值。

接触角测量仪

 

因而,作为结论,接触角测量仪的算法的评估与区别应该是这样的:

Method
方法
Assumed shape
假设形状
Range (recomm.)
范围
For dynamic measure­ment?
动态接触角
For asymmetric drops?
非轴对称液滴
ADSA-RealDrop(阿莎) RealDrop or TrueDrop
界面化学分析领域98%以上样品为非轴对称的样品
0-180 Yes Yes
Young Laplace Circle under influence of gravity 20° to 180° No No
Ellipse (Tangent-1)(椭圆) Ellipse 10° to 120° Yes Yes. but not recommended in the case of strong asymmetry (e.g. measurement with a tilting table)
Tangent(切线法) Polynomial fit 10° to 180° Yes Yes
Circle(圆拟合) Circle 0° to 20° No No
Height/Width(宽高法 Circle 0° to 20° No No

 

   
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(也称接触角测试仪、接触角测定仪以及接触角仪或水滴角测试仪、水滴角测量仪)、表面张力仪以及界面张力仪,
界面化学分析仪器可用于分析接触角,表面张力,界面张力等物性。同时上海梭伦可为用户提供
全套TOF相机解决方案,包括芯片、模组、模块以及TOF相机,可应用于工业以及实验室场景。