接觸角可以通過 OCA 系列的光學接觸角測量和輪廓分析系統來確定。圖 1 中繪製的設置用於捕獲位於固體(固定液滴)上的液滴圖像,然後使用軟件對其進行分析。對記錄圖像的灰度值的評估允許檢測所謂的基線(液滴和固體之間的接觸)和液滴輪廓(見圖 2)。確定左右接觸角的最簡單方法是在液滴輪廓和基線的交點處應用切線。除了這種切線方法之外,DataPhysics Instruments 的軟體還提供了另外四種自動和一種手動方法來評估接觸角。
圖 1:固著滴法的示意圖設置
對於自動方法,輪廓線根據數學方程擬合到下降輪廓。後者在使用高度/寬度方法時描述一個圓,在使用橢圓方法時描述一個橢圓,在使用多項式方法時描述一個高階多項式。
與這些純數學動機的擬合相比,第四種自動方法,即所謂的 Young-Laplace 方法,考慮了液滴的物理特性(比較對懸垂法的解釋)。必須分別知道圖像比例、局部重力加速度以及液體和周圍介質的密度。
圖 2:檢測到基線和下降輪廓的相機圖像
一般來說,Young-Laplace 方法產生最可靠的結果,特別是對於大接觸角和大液滴。然而,必須牢記的是,使用 Young-Laplace 方法,由於計算假設對稱下降,因此總是會獲得與基線相交的左右交點的共同接觸角。
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