接触角是什么？为什么这么重要？

接触角（contact angle）是指在固、液、气三相交界处，自固-液界面经过液体内部到气- 液界面之间的夹角。

接触角应用领域

接触角测量方法

接触角测量比较成熟的方法是滴形法（sessile drop method），这种方法因其简单、直观和适用性较广而成为实验室中常用的接触角测量技术。以下是滴形法的一些关键特点：

1. **基本原理**：

   - 将一滴已知体积的液体放置在固体表面上。

   - 液滴会形成一个特定的形状，其边缘与固体表面之间的夹角即为接触角。

   - 通过分析液滴的轮廓，可以计算出接触角。

2. **测量步骤**：

   - 使用注射器或其他设备将液滴准确地放置在固体表面上。

   - 使用显微镜或高分辨率相机捕捉液滴的图像。

   - 通过图像分析软件（如ImageJ、DropImage等）对液滴轮廓进行分析，计算出接触角。

3. **优点**：

   - 操作简单，不需要复杂的设备。

   - 可以测量静态和动态接触角。

   - 适用于各种不同类型的固体表面和液体。

4. **注意事项**：

   - 为了获得准确的结果，需要确保液滴的形状不受外界因素（如蒸发、温度变化等）的影响。

   - 图像分析时，液滴轮廓的精确识别至关重要，因此需要高质量的图像和专业的分析软件。

   - 需要校准设备，确保测量的准确性。

除了滴形法，还有一些其他成熟的接触角测量方法，如Wilhelmy板法、倾斜板法等，但滴形法因其灵活度和广泛的应用范围而成为比较成熟的方法。在实际应用中，选择哪种方法还取决于样品的特性、所需的测量精度以及实验室的设备条件。

以品智创思PZ-200UT接触角测量仪为例

品智创思PZ-200UT

       PZ-200UT 研究型接触角测量仪是采用光学成像的原理，设备采用图像轮廓分析方式测量样品表面接触角、润湿性能、表界面张力、前进后退角、表面能等性能，设备采用全自动进液装置，性价比高、拓展性强、功能详尽、可满足常规测量需求，目前已经使用在众多高校院所及企业。

技术特点：

1.采纳国际通用接触角设备的机械设计理念，主体架构采用高强度高质量航空铝合金材质，根据材质区别均以进行阳极氧化、高速喷砂氧化等表面处理，保证仪器具有超强的稳定性和使用耐久度。

2.采用进口三菱 plc内核处理器，计算速度快，控制精度高、抗干扰能力强。

3.进液系统采用高精度注射泵，自动进液；微量级脉冲控制，进液精度高达 0.001μL，精准控制滴液量；采用线性直线导轨，推送滴液，运行平滑稳定；进液系统运行速度由慢到快 5挡可调，悬滴法测量时，速度要尽量"慢"，可以用"1速"；接触角测量时，速度可以稍加提升；溶液用尽进行补充时，可调整为"5速"。

4.一键自动加液，加满自动停止；并配备亲水针头，超疏水针头。

5.工业级、可调节，LED冷光源，为液滴的理想成像提供必要支持；冷光源的应用可避免因光源产生热量对试验(液滴)造成的影响；使用寿命可达八万小时以上。

6.原装进口高速工业级芯片、30帧/S、300W像素 CCD；工业级变焦变倍镜头，确保成像效果；无需安装相机驱动(避免了驱动程序与电脑系统不兼容的问题)，USB即插即用,无需单独供电。

7.采用 SC09编程控制线，具有多功能性和高效性，指令发送速度快，数据传输稳定。

8.三维样品台标配大尺寸 160*200mm，做工精细，操作阻尼感强，移动平稳，定位准确，可根据用户需求定制非标尺寸，并配送水平仪。

9.非标定制，根据需求量身打造专属解决方案，同时配有强大软件技术支持，完成不同测量要求。

10.实时监测接触角和表面自由能的结果与变化，一键存储(批量)测量结果。

11.一键自动(批量)测量接触角、表面能、表面张力、界面张力。

12.通过对目前国内外主流的接触角分析算法的研究和筛选，进行大量测试和优化，总结出一套针对各种形态的液滴都能精准拟合的算法。

13.软件实现全自动拟合，避免人为操作造成的误差，计算接触角的同时，可将固体表面自由能计算出来。准确的分析液体和固体的表面润湿性能、实际润湿情况。

14.可满足各种常规测量，如静态接触角，表面张力；还可满足非常规测量的需求，如界面张力，动态接触角，凹凸面接触角，气泡捕获法的接触角测量。

15.测量动态接触角，包括前进角，后退角；(根据接触角滞后性，分析材料表面是否均匀、平整，分析样品表面性能)

16.可满足对平面，非平面，曲面(凹凸面)，超疏水、超亲水材料的表面润湿性能检测和分析。

17.角度测量方式：椭圆拟合、斜椭圆拟合、圆拟合、斜圆拟合、切线法、量高法、量角法等。

18.粘附功、侵湿功、铺展系数的计算 。

19.分辨率默认 1280*960，共四种分辨率，可根据实际操作情况自由切换。

20.可以进行单张拍照，自主掌握拍照间隔和拍照数量，拍照列表中可一键自动批量测量。

21.可任意设定拍照间隔、拍照数量，进行定时拍照；时间间隔设定:0.001-36000s,拍照数量设定:1-500万张。(主要用于长时间观测接触角变化)

22.录制视频可记录接触角连续性的变化，视频可逐帧进行分析,3挡播放速度,播放进度条可任意定位选取图片,选择的图片列表可自动批量测量。

23.软件可生成接触角，表面张力，界面张力，固体表面自由能的测试报告(Word和 Excel形式两种形式)，可生成接触角和表界面张力的动态曲线图，并显示 max、min、平均值；可保存 200万条测试记录，每条记录可关联图像 3000张，历史记录瞬间检索和调阅。

24.测试图片以二进制流的形式存储，方便数据移植。

25.数据一键导出/导入功能，更换电脑也能查看历史测试数据。

26.个性化软件拓展，根据需求，增加专用功能模块，如数据备份、迁移、导出、导入、各类型的批量处理工作、各类报表的生成与导出,可代替人工繁杂操作等。

27.可导入外部图片，在本软件中进行接触角、表面能、表面张力、界面张力的计算。

操作软件界面

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