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接触角 (水滴角)3
https://www.amtech.com.tw/cn/custom_61349.html 接触角(水滴角)原理 接触角(水滴角)原理 接触角(水滴角)原理       接触角(Contact Angle, θ)又称水滴角为衡量材料本身亲、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0∼180度,当θ=0度时,表面完全湿润,当θ=180度时,表面不完全湿润。       接触角(水滴角)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(水滴角)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10∼90 度之间为亲水性;90∼120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。       接触角(水滴角)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。    
https://www.amtech.com.tw/cn/custom_94235.html 粉体接触角 粉体接触角 粉体接触角--Washburn法"粉体 powder" 由於具有高比表面积及易处理的特性, 於现今产业及奈米科技的应用上,已是不可或缺的一个重要材料形态。       而粉体表面的亲、疏水性,在其后续制程及应用上,扮演著具有相当关键的性质之一,因此如何正确的量测粉体的亲、疏水性,实为此产业的一大课题。接触角做为各种材料表面的亲、疏水性的指标,同样也应用於粉体的量测。若以一般光学式的接触角仪量测分析,必需将粉体样品压实成碇后才能滴水量测,然而此种量测方式,除非粉体样品可透过压碇过程成为片状样品;亦或是粉体颗粒大於量测液滴,否则会因为样品制备的条件及粉体间的空隙等因素,造成量测结果存有相当的误差及再现性差的结果。 因此,针对粉体样品的亲疏水性,建议的方法是利用渗透原理的Washburn法量测。Washburn法的基本原理如下:存在於粉体颗粒间的空隙,可视为粉体中排列的毛细管;在毛细现象的作用下,液体可藉由润湿粉体表面而渗透进入此粉体中。如我们所知,毛细作用取决於液体及固(粉)体表面间的润湿行为,而由Young equation 可知:液体的表面张力及固(粉)体/液体间的接触角,具有一定的关系式。因此,可藉由已知表面张力的液体於粉体中的渗透性,Washbrun便可计算出此液体对粉体的接触角值。    cosq = h : viscosity of the liquid                                                   r : density of the liquid                                                  g :surface tension of the liquid                                                q : liquid-solid-vapor contact angle                                                 C : dimension constant of the sample                                                   我司代理SEO DCA200,具有Washburn法可自动量测粉体材料接触角! 欢迎您和我们进一步连络及询问!!
https://www.amtech.com.tw/cn/custom_66739.html 动态接触角 动态接触角                                                                                         动态接触角--扩张收缩法       动态接触角的量测,可分为前进角(Advancing Angle)及后退角(Receding Angle)        前进角,先在固体待测表面上置一微量液滴,再将针头插入液滴内部,以固定的速度加以固定的液滴量,使得液滴变大,在液滴由小变大的过程中,纪录角度的变化值,其中的最大值,也就是液滴即将向外扩开的那一瞬间之接触角,我们称之为前进角。                               后退角,反之,前进角是以固定的速度加以固定的液滴量,使得液滴变大,后退角则是以固定的速度吸取固定的液滴量,液滴便会缩小,而记录到的最小值,便是后退角。                            前进角与后退角之间的差值,我们以H来表示 :          定义为迟滞角(Hysteresis),在学理上来说,液滴扩散中的前进角,与液滴收缩的后退角,两者所受的阻力与吸引力是一样的,因为是在同一个环境下,同样的固体表面,所以迟滞角应该没有差值,但实际应用上,并非如此,因为并非所有的固体表面都是那么的平整完美,所以一定会有迟滞角的产生,而影响迟滞角的大小最主要有两个因素,表面的粗糙度以及表面的均质性。             表面的粗糙度,在固体表面上扩张及收缩液滴,会依据接触表面的粗糙程度,而造成液滴在滑动时的阻力,表面均质性的部分,好比说一块大理石表面,是由不同的石块所组成,而不同的石块就会有不同的表面自由能,所以在接触角的呈现就会不一样。
https://www.amtech.com.tw/cn/custom_128469.html 接触角(水滴角)与表面奈米结构 接触角(水滴角)与表面奈米结构 接触角(水滴角)与表面奈米结构材料的疏水性,可以由表面的奈米结构产生的,奈米结构能够改变固体表面的形状和特性,进而影响液体在表面上的接触角(水滴角)。在自然界中的荷叶就是这现象的实列。  奈米结构可以通过两种主要机制来实现疏水性: Cassie-Baxter模型和Wenzel模型。 Cassie-Baxter模型: Cassie-Baxter模型是描述奈米结构表面疏水性的重要模型之一。当液体滴在具有奈米结构表面的固体上时,液体能够在奈米结构之间形成气体或气体/液体界面的通道。这些气体通道可以降低液体与固体接触的面积,从而使接触角增加,增强疏水性。Cassie-Baxter模型的数学表示如下: cosθ = f1 * cosθ1 + f2 * cosθ2 其中,θ是接触角,θ1和θ2分别是固体表面和液体/气体界面的接触角(水滴角),f1和f2是奈米结构表面上液体和气体区域的占比。 Wenzel模型: Wenzel模型是另一种描述奈米结构表面疏水性的模型。在Wenzel模型中,假设液体完全填充在奈米结构表面的微细凹陷之中。这样可以增加液体与固体接触的面积,使接触角(水滴角)减小,降低疏水性。Wenzel模型的数学表示如下: cosθ' = r * cosθ 其中,θ'是修正后的接触角,θ是固体表面的接触角(水滴角),r是奈米结构表面的粗糙度因子,表示奈米结构的表面增加了多少实际接触面积。 (左) 停留在固体表面上并被气体包围的液滴形成特徵接触角 θ。 (中) 如果固体表面粗糙,并且液体与固体粗糙结构紧密接触,则液滴处於Wenzel状态。(右) 如果液体位於凹凸不平的顶部,则它处於 Cassie-Baxter 状态。  - Own work. Based on , by  CC BY-SA 3.0 总结起来,Cassie-Baxter模型和Wenzel模型提供了解释奈米结构表面疏水性的不同观点。Cassie-Baxter模型认为奈米结构形成气体通道,增强疏水性;而Wenzel模型认为奈米结构增加了实际接触面积,降低疏水性。实际情况可能是两种模型的结合,具体取决於奈米结构的形状、尺寸和固体表面的特性。 Cassie分析法是一种评估奈米结构表面疏水性的方法。该方法基於Cassie-Baxter模型,通过测量液体滴在固体表面上的接触角来评估疏水性。首先,测量平滑固体表面的接触角作为参考。然后,在奈米结构表面上形成液体滴,并再次测量接触角。通过比较两者的接触角,可以评估奈米结构对疏水性的影响。如果奈米结构表面上的接触角(水滴角)大於平滑表面上的接触角(水滴角),则可以确定奈米结构具有疏水性。 奈米结构表面的疏水性还受到其他因素的影响,例如表面能、表面张力等。因此,在评估奈米结构表面的疏水性时,需要综合考虑各种因素的影响。
https://www.amtech.com.tw/cn/custom_128920.html 接触角(水滴角)和温度的关系 接触角(水滴角)和温度的关系 接触角(水滴角)和温度的关系接触角(水滴角)和温度的关系取决於液体和固体的性质,以及液体的表面张力。 一般来说,温度升高会降低液体的表面张力,并由Young's equation: 可知,降低的液体表面张力从而会降低水的接触角。 但是,这种关系并不是完全线性的,而是会随著温度的范围和固体表面的亲水性或疏水性而变化。 从更深入理论的角度来看,除了水的表面张力以外,水接触角(水滴角)及温度间的关系式,有几个关键的表面热力学性质是必需要考量的,例如:固体的表面自由能、固液之间的界面张力、表面熵、浸没热和吸附热..等 在J.W Song 等人的研究论文实验及结果如图中显示[1],将水接触角的温度关系分为三种区间:(a) 低於饱和点的低温(即大气压下 100 °C),(b) 中间温度区 100 ~ 170 °C,以及 (c) 在加压条件下高达 300 °C 的高温 在较低温度的区间下(低於100°C),水的滴角对温度的变化很小或几乎不变;在中等温度下(100°C至170°C),水滴角随温度的升高而急剧下降;在高温度下(170°C至300°C),水滴角可能再次变得不随温度变化或继续下降。 水接触角和温度间的关连性的理论是基於表面热力学分析,然而由这些实验观察背后的分子机制仍不清楚;所以,预测水的接触角随温度变化的理论模型还没有得到很好的确立。 [1] Jia-Wen Song, Li-Wu Fan, Advances in Colloid and Interface Science, Volume 288, February 2021, 102339  
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