在做接觸角測試時，科學指南針檢測平臺工作人員在與很多同學溝通中了解到，好多同學對動態(tài)接觸角不太了解，針對此，科學指南針檢測平臺團隊組織相關(guān)同事對網(wǎng)上海量知識進行整理，希望可以幫助到科研圈的伙伴們；

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動態(tài)接觸角一般是對于疏水材料而言。如果測量時，液滴的三相界面前沿正處于移動狀態(tài)，那么這樣測量得到的接觸角值稱為動態(tài)接觸角（Dynamic Contact Angle）。如果這一正在進行中的移動是擴展的，對應(yīng)的動態(tài)接觸角稱為前進（中的）接觸角，簡稱前進角θA；如果這一正在進行中的移動是收縮的，對應(yīng)的動態(tài)接觸角稱為后退（中的）接觸角，簡稱后退角θR。潤濕動力學研究的目的是揭示動態(tài)接觸角與接觸線（或者固體襯底）移動速度、液體物性和固體襯底物性之間的關(guān)系。

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測量動態(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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動態(tài)接觸角

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考慮一個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，向液滴加入一點液體只會使液滴變高，周界不動，從而使接觸角變大，此時的接觸角為前進接觸角。若加入足夠多的液體，液滴的周界會突然向前蠕動，此突然運動剛要發(fā)生時的角度為最大前進角。若從液滴中取出少量液體，液滴在周界不移動的情況下變得更平坦，接觸角變小，此時的接觸角為后退接觸角，當抽走足夠多的液體，流溢周界前沿會突然收縮，此突然收縮剛要發(fā)生時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。每一次運動中止時，液體呈現(xiàn)出前進接觸角（θA）；(b)移動液體，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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在運用這一測量方法時，必須注意以下幾點：

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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過程有足夠的時間來松弛，使得測量能在準平衡下進行；

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2）由于這一過程中一般都有針頭/毛細管的埋入以加入/移走液體，針頭/毛細管的直徑一定要（與液滴相比）足夠小，使液體在針管/毛細管外壁上的潤濕不會對液滴在固體表面的接觸角產(chǎn)生影響，這一點尤其是對后退角的測量更為突出，否則測得的值將嚴重偏離真實值；

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3）同樣由于過程中針頭/毛細管的埋入，由于潤濕的不均勻性使得液滴一般不再呈現(xiàn)中心軸對稱，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算方法都將遇到困難，帶來較大誤差。此時一般使用廣義切線法，但此方法往往對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的樣品表面后，緩慢地傾斜樣品表面，同時跟蹤液滴形狀（包括接觸角值）和位置的變化。剛開始時液滴不一定立即發(fā)生移動，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）。當表面傾斜到一定角度時，液滴（的一方或雙方）開始發(fā)生滑動。液滴下方發(fā)生滑動前夕對應(yīng)的接觸角就是前進接觸角，而液滴上方發(fā)生滑動前夕對應(yīng)的接觸角就是后退接觸角。當液滴整體剛剛開始發(fā)生滑動（或滾動）時的傾斜角α，稱為起始滑動（滾動）角。

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圖2 傾斜表面的液滴及其上的前進接觸角（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現(xiàn)方法：

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1）整體傾斜法：將整套接觸角測量儀置于搖籃狀的傾斜架上，讓包括攝像機、光學鏡頭、樣品臺、樣品、加液裝置、液體容器和光源等組件的整套儀器同時傾斜。這種構(gòu)造和操作的主要優(yōu)點在于：液滴相對于攝像機和光學鏡頭在整個過程中始終保持相對不傾斜，這樣設(shè)置計算比較容易。而其缺點也很為明顯：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，使得有些液體會倒出來，同時使得在傾斜作態(tài)無法加液產(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180°。

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2）局部傾斜法：只傾斜樣品臺和其上面的樣品（包括可能已放置上去的液滴），其它的所有部件均保持不動。這種做法可以避免整體傾斜法的所有缺點，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，而且能實現(xiàn)全范圍的傾斜（0~360°）。

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在傾斜面上，可以同時看到液體的前進角和后退角，若沒有接觸角滯后的話，平板只要稍微傾斜液滴就會滾動。

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