在做接觸角測(cè)試時(shí)，科學(xué)指南針檢測(cè)平臺(tái)工作人員在與很多同學(xué)溝通中了解到，好多同學(xué)對(duì)動(dòng)態(tài)接觸角不太了解，針對(duì)此，科學(xué)指南針檢測(cè)平臺(tái)團(tuán)隊(duì)組織相關(guān)同事對(duì)網(wǎng)上海量知識(shí)進(jìn)行整理，希望可以幫助到科研圈的伙伴們；

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動(dòng)態(tài)接觸角一般是對(duì)于疏水材料而言。如果測(cè)量時(shí)，液滴的三相界面前沿正處于移動(dòng)狀態(tài)，那么這樣測(cè)量得到的接觸角值稱為動(dòng)態(tài)接觸角（Dynamic Contact Angle）。如果這一正在進(jìn)行中的移動(dòng)是擴(kuò)展的，對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)接觸角稱為前進(jìn)（中的）接觸角，簡(jiǎn)稱前進(jìn)角θA；如果這一正在進(jìn)行中的移動(dòng)是收縮的，對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)接觸角稱為后退（中的）接觸角，簡(jiǎn)稱后退角θR。潤(rùn)濕動(dòng)力學(xué)研究的目的是揭示動(dòng)態(tài)接觸角與接觸線（或者固體襯底）移動(dòng)速度、液體物性和固體襯底物性之間的關(guān)系。

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測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角值目前有以下幾種基本的方法：

（1）液滴體積增、減法（method of drop growing/shrinking）；

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動(dòng)態(tài)接觸角

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考慮一個(gè)在水平平面上具有穩(wěn)定接觸角的液滴，若表面是理想光滑和均勻的，往這液滴上加少量液體，則液滴周界的前沿向前拓展，但仍保持原來(lái)的接觸角；從液滴抽去少量液體，則液滴的周界前沿向后收縮，仍保持原來(lái)的接觸角。相反，如果表面是粗糙或者不均勻的，向液滴加入一點(diǎn)液體只會(huì)使液滴變高，周界不動(dòng)，從而使接觸角變大，此時(shí)的接觸角為前進(jìn)接觸角。若加入足夠多的液體，液滴的周界會(huì)突然向前蠕動(dòng)，此突然運(yùn)動(dòng)剛要發(fā)生時(shí)的角度為最大前進(jìn)角。若從液滴中取出少量液體，液滴在周界不移動(dòng)的情況下變得更平坦，接觸角變小，此時(shí)的接觸角為后退接觸角，當(dāng)抽走足夠多的液體，流溢周界前沿會(huì)突然收縮，此突然收縮剛要發(fā)生時(shí)的角度為最小后退角。

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圖1 (a)增加液體，接觸角前進(jìn)。每一次運(yùn)動(dòng)中止時(shí)，液體呈現(xiàn)出前進(jìn)接觸角（θA）；(b)移動(dòng)液體，接觸角后退，接觸角減小，液滴呈現(xiàn)后退接觸角（θR）

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在運(yùn)用這一測(cè)量方法時(shí)，必須注意以下幾點(diǎn)：

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1）體積變化的速度應(yīng)足夠低，盡量保證液滴在整個(gè)過(guò)程有足夠的時(shí)間來(lái)松弛，使得測(cè)量能在準(zhǔn)平衡下進(jìn)行；

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2）由于這一過(guò)程中一般都有針頭/毛細(xì)管的埋入以加入/移走液體，針頭/毛細(xì)管的直徑一定要（與液滴相比）足夠小，使液體在針管/毛細(xì)管外壁上的潤(rùn)濕不會(huì)對(duì)液滴在固體表面的接觸角產(chǎn)生影響，這一點(diǎn)尤其是對(duì)后退角的測(cè)量更為突出，否則測(cè)得的值將嚴(yán)重偏離真實(shí)值；

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3）同樣由于過(guò)程中針頭/毛細(xì)管的埋入，由于潤(rùn)濕的不均勻性使得液滴一般不再呈現(xiàn)中心軸對(duì)稱，也不再能被看作是圓或橢圓的一部分，所以基于Young-Laplace、圓或橢圓方程式的計(jì)算方法都將遇到困難，帶來(lái)較大誤差。此時(shí)一般使用廣義切線法，但此方法往往對(duì)少量的背景噪音較敏感。

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（2）傾斜板法（Method of Tilting Plate）

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傾斜板法是將一足夠大體積的液滴置于待測(cè)的樣品表面后，緩慢地傾斜樣品表面，同時(shí)跟蹤液滴形狀（包括接觸角值）和位置的變化。剛開(kāi)始時(shí)液滴不一定立即發(fā)生移動(dòng)，而只是其中的液體由上方（高位，upper-side）向下方（低位，down-side）轉(zhuǎn)移，使得下方的接觸角不斷地增大，而上方的接觸角則不斷地變?。▓D2）。當(dāng)表面傾斜到一定角度時(shí)，液滴（的一方或雙方）開(kāi)始發(fā)生滑動(dòng)。液滴下方發(fā)生滑動(dòng)前夕對(duì)應(yīng)的接觸角就是前進(jìn)接觸角，而液滴上方發(fā)生滑動(dòng)前夕對(duì)應(yīng)的接觸角就是后退接觸角。當(dāng)液滴整體剛剛開(kāi)始發(fā)生滑動(dòng)（或滾動(dòng)）時(shí)的傾斜角α，稱為起始滑動(dòng)（滾動(dòng)）角。

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圖2 傾斜表面的液滴及其上的前進(jìn)接觸角（θA）和后退接觸角（θR）

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傾斜板法目前有二種不同的實(shí)現(xiàn)方法：

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1）整體傾斜法：將整套接觸角測(cè)量?jī)x置于搖籃狀的傾斜架上，讓包括攝像機(jī)、光學(xué)鏡頭、樣品臺(tái)、樣品、加液裝置、液體容器和光源等組件的整套儀器同時(shí)傾斜。這種構(gòu)造和操作的主要優(yōu)點(diǎn)在于：液滴相對(duì)于攝像機(jī)和光學(xué)鏡頭在整個(gè)過(guò)程中始終保持相對(duì)不傾斜，這樣設(shè)置計(jì)算比較容易。而其缺點(diǎn)也很為明顯：儀器越大、樣品越大/越重，所需要的傾斜架也越大，顯得很笨重；由于儀器上的所有東西都跟著一起傾斜，使得有些液體會(huì)倒出來(lái)，同時(shí)使得在傾斜作態(tài)無(wú)法加液產(chǎn)生液滴，液滴必須在傾斜前已經(jīng)被置于樣品表面。另外整體傾斜很難讓傾斜角度高達(dá)180°。

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2）局部?jī)A斜法：只傾斜樣品臺(tái)和其上面的樣品（包括可能已放置上去的液滴），其它的所有部件均保持不動(dòng)。這種做法可以避免整體傾斜法的所有缺點(diǎn)，使得儀器尺寸緊湊，硬件制造成本降低，也能容許在任何傾斜角度下加液形成新液滴，或者往已經(jīng)形成的液滴添加液體，而且能實(shí)現(xiàn)全范圍的傾斜（0~360°）。

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在傾斜面上，可以同時(shí)看到液體的前進(jìn)角和后退角，若沒(méi)有接觸角滯后的話，平板只要稍微傾斜液滴就會(huì)滾動(dòng)。

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