相關原理

接觸角原理

      接觸角(Contact Angle, θ)為衡量材料本身親、疏水性的重要指標,接觸角(θ)係指當一液體與固體接觸時,經由固、液、氣三相都接觸到的三相點沿著液/氣界面的切線方向所形成的夾角(經由液體內部之夾角)。簡單來說,就是液體表面與固體表面之間的夾角,接觸角是一種濕潤性的量度,理論試驗值為0180度,當θ=0度時,表面完全濕潤,當θ=180度時,表面不完全濕潤。

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      接觸角的大小與表面的親、疏水性習習相關,當物質與水滴的接觸角越大,疏水性越高;物質與水滴的接觸角越小,親水性越高。一般而言,水滴在表面所形成的接觸角度,若小於10度以下的表面, 可稱為超親水性;接觸角介於1090 度之間為親水性;90120度為疏水性,超過120度以上者,則稱為超疏水性。因此,接觸角與表面能攸關材料抑制親水或疏水的能力,建立正確量測具代表性之接觸角與表面能量測技術,將有助於研發材料性能之提升。

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      接觸角最常見的量測主要方式,為在固體平面上進行液滴滴定, 將液滴滴在一水平平面上,稱為座滴法(Sessile Drop), 而最基本的概念解說是於 1805 年首推的接觸角計算理論Young’s equation,,(固/氣界面張力=液/固界面張力 + 液/氣界面張力 × COSθ),理論中說明著,是三種不同的界面張力成靜力平衡後的結果,當液滴滴在於固體表面上,而液滴會沿著固體表面擴展開來,此種現象代表著液體表面與固體表面兩者之間的差異性。從量測接觸角角度的大小,就可以了解液體在固體表面上擴展開來的程度。

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