相关原理

接触角原理

      接触角(Contact Angle, θ)为衡量材料本身亲、疏水性的重要指标,接触角(θ)系指当一液体与固体接触时,经由固、液、气三相都接触到的三相点沿著液/气界面的切线方向所形成的夹角(经由液体内部之夹角)。简单来说,就是液体表面与固体表面之间的夹角,接触角是一种湿润性的量度,理论试验值为0180度,当θ=0度时,表面完全湿润,当θ=180度时,表面不完全湿润。

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      接触角的大小与表面的亲、疏水性习习相关,当物质与水滴的接触角越大,疏水性越高;物质与水滴的接触角越小,亲水性越高。一般而言,水滴在表面所形成的接触角度,若小於10度以下的表面, 可称为超亲水性;接触角介於1090 度之间为亲水性;90120度为疏水性,超过120度以上者,则称为超疏水性。因此,接触角与表面能攸关材料抑制亲水或疏水的能力,建立正确量测具代表性之接触角与表面能量测技术,将有助於研发材料性能之提升。

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      接触角最常见的量测主要方式,为在固体平面上进行液滴滴定, 将液滴滴在一水平平面上,称为座滴法(Sessile Drop), 而最基本的概念解说是於 1805 年首推的接触角计算理论Young’s equation,,(固/气界面张力=液/固界面张力 + 液/气界面张力 × COSθ),理论中说明著,是三种不同的界面张力成静力平衡后的结果,当液滴滴在於固体表面上,而液滴会沿著固体表面扩展开来,此种现象代表著液体表面与固体表面两者之间的差异性。从量测接触角角度的大小,就可以了解液体在固体表面上扩展开来的程度。

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