技術(shù)文章 / Technical articles
接觸角測量儀到底是什么樣的儀器?這個問題本來很好回答。但是,特別是近年來,隨著接觸角測量技術(shù)的發(fā)展,人員越來越多的重視科學(xué)真相的情況下,接觸角測量儀廠商有時自己都被搞暈了。
看看這個表格的描述中對于接觸角測量儀的核心功能,即接觸角測量算法的描述。
Method |
Assumed shape |
Range (recomm.) |
For dynamic measurement? |
For asymmetric drops? |
---|---|---|---|---|
Young Laplace |
Circle under influence of gravity |
20° to 180° |
No |
No |
Ellipse (Tangent-1) |
Ellipse |
10° to 120° |
Yes |
Yes. but not recommended in the case of strong asymmetry (e.g. measurement with a tilting table) |
Tangent |
Polynomial fit |
10° to 180° |
Yes |
Yes |
Circle |
Circle |
0° to 20° |
No |
No |
Height/Width |
Circle |
0° to 20° |
No |
No |
這是一個自稱行業(yè)的公司在使用手冊里對于接觸角測量儀算法的描述。從描述中,我們可以看出如下幾點:
1、該公司能夠提供Young-Laplace方程算法,但這個算法無法用于20度以下的角度測量,無法用于非軸對稱條件下的接觸角測量。
但是,事實的情況下,98%以上的接觸角液滴形狀為非軸對稱的。這一方面是由于儀器本身設(shè)計缺陷造成的,如樣品的上表面不水平會導(dǎo)致左、右角度不一致等。另一方面是由于材料表面本身存在的化學(xué)多樣性、異構(gòu)性以及表面粗糙度造成的。后者是無法避免的。
因而,他們這個寫法的點告訴我們,Young-Laplace方程是界面化學(xué)領(lǐng)域用于分析接觸角的的算法,但很不幸,這個算法無法用于98%條件下的接觸角測量。
2、橢圓擬合法的接觸角測量
只能應(yīng)用于120度以下的角度測量以及左、右角度偏差不是很大的樣品測量。
3、圓和寬度法用于20度以下的角度測量。
4、切線法用于10-180度的角度測量。
顯然,該公司強調(diào)的重點在于切線法,因為可適用范圍更大。
但是,切線法僅僅是簡單的幾何曲線量角技術(shù),與界面化學(xué)無法,測值結(jié)果與界面化學(xué)的的Young-Laplace方程擬合的重復(fù)性以及可比性沒有。
那么問題回來了。對于無法測試98%樣品的Young-Laplace方程擬合技術(shù)的接觸角測量儀,他還算是一臺合格的接觸角測量儀?答案是顯然的。而在采用切線法的接觸角測量儀是已經(jīng)失去的“接觸角測量”的本來意義了。
所以,結(jié)論是,接觸角測量儀應(yīng)該是一臺能夠采用Young-Laplace方程擬合技術(shù),可分析非軸對稱條件下的界面化學(xué)分析儀器。那么,有這樣的儀器嗎?
回答是肯定的,找美國科諾中國戰(zhàn)略投資公司上海梭倫,我們提供擁有技術(shù)的阿莎算法,可以分析非軸對稱條件下的接觸角值,能夠測試3D接觸角值。
因而,作為結(jié)論,接觸角測量儀的算法的評估與區(qū)別應(yīng)該是這樣的:
Method 方法 |
Assumed shape 假設(shè)形狀 |
Range (recomm.) 范圍 |
For dynamic measurement? 動態(tài)接觸角 |
For asymmetric drops? 非軸對稱液滴 |
ADSA-RealDrop(阿莎) |
RealDrop or TrueDrop 界面化學(xué)分析領(lǐng)域98%以上樣品為非軸對稱的樣品 |
0-180 | Yes | Yes |
Young Laplace | Circle under influence of gravity | 20° to 180° | No | No |
Ellipse (Tangent-1)(橢圓) | Ellipse | 10° to 120° | Yes | Yes. but not recommended in the case of strong asymmetry (e.g. measurement with a tilting table) |
Tangent(切線法) | Polynomial fit | 10° to 180° | Yes | Yes |
Circle(圓擬合) | Circle | 0° to 20° | No | No |
Height/Width(寬高法 | Circle | 0° to 20° | No | No |