一、滾動(dòng)角的定義與測(cè)試

 

　　滾動(dòng)角是指液滴在傾斜的表面上滾動(dòng)時(shí)，液滴形態(tài)改變的臨界角度。簡(jiǎn)言之，滾動(dòng)角描述了液滴在表面上開(kāi)始自由滾動(dòng)的最小傾斜角度。當(dāng)液滴接觸到傾斜的表面時(shí)，隨著傾斜角度的增大，液滴會(huì)受到重力的作用，逐漸從表面上滑動(dòng)或滾動(dòng)。液滴開(kāi)始滾動(dòng)的那一瞬間所對(duì)應(yīng)的傾斜角度就是滾動(dòng)角。

 

　　測(cè)試滾動(dòng)角的步驟：

 

　　1.準(zhǔn)備樣品：首先，選擇要測(cè)試的固體表面并清潔干凈。常見(jiàn)的測(cè)試樣品包括金屬、塑料、玻璃等。

 

　　2.滴水測(cè)試：在表面上滴加一定量的液體，通常使用水或其他適宜的液體，如甘油、乙醇等。液滴大小應(yīng)保持一致，以便測(cè)試的準(zhǔn)確性。

 

　　3.調(diào)整角度：將待測(cè)表面安裝在測(cè)量?jī)x的測(cè)量平臺(tái)上，并逐步改變平臺(tái)的傾斜角度。使用儀器觀察液滴的形態(tài)變化。

 

　　4.記錄滾動(dòng)角：當(dāng)液滴開(kāi)始沿表面滾動(dòng)時(shí)，記錄此時(shí)的傾斜角度。該角度即為滾動(dòng)角。儀器可以自動(dòng)記錄和顯示此數(shù)據(jù)。

 

　　滾動(dòng)角的意義：

 

　　滾動(dòng)角常用于評(píng)估表面的自清潔性和潤(rùn)滑性能。較小的滾動(dòng)角意味著液滴在表面上容易滾動(dòng)，表面潤(rùn)濕性好，通常與疏水性表面相關(guān)。反之，較大的滾動(dòng)角則意味著表面較為親水，液滴不容易滾動(dòng)。

 

　　二、滯后角的定義與測(cè)試

 

　　滯后角是液滴從接觸狀態(tài)到滾動(dòng)狀態(tài)的過(guò)渡過(guò)程中，液滴形態(tài)發(fā)生變化時(shí)的角度。它描述的是液滴在傾斜表面上滑動(dòng)過(guò)程中，由于表面粗糙度、表面能等因素的影響，液滴的接觸角發(fā)生變化的現(xiàn)象。滯后角一般是在液滴開(kāi)始滾動(dòng)前的一個(gè)過(guò)渡角度。

 

　　測(cè)試滯后角的步驟：

 

　　1.滴水和靜態(tài)角度測(cè)量：同樣，先在表面上滴加液滴，并測(cè)量液滴在靜止?fàn)顟B(tài)下的接觸角。靜態(tài)接觸角可以通過(guò)水滴角測(cè)量?jī)x的光學(xué)系統(tǒng)準(zhǔn)確測(cè)量。

 

　　2.傾斜表面測(cè)試：將表面逐漸傾斜，觀察液滴的接觸角變化。隨著表面角度的變化，液滴的接觸角通常會(huì)減小或增大，形成一個(gè)變化過(guò)程。

 

　　3.記錄滯后角：當(dāng)液滴開(kāi)始滾動(dòng)時(shí)，記錄此時(shí)液滴與表面之間的接觸角。這個(gè)角度與液滴靜態(tài)接觸角之間的差異就是滯后角。

 

　　滯后角的意義：

 

　　滯后角反映了液滴在滾動(dòng)過(guò)程中表面和液體之間的摩擦力、粘附力等因素。滯后角較大通常意味著表面存在較強(qiáng)的粘附力，液滴不易滾動(dòng)；而滯后角較小則說(shuō)明液滴滾動(dòng)較為容易，表面較為光滑，潤(rùn)濕性較好。

 

　　三、滾動(dòng)角與滯后角的關(guān)系

 

　　滾動(dòng)角和滯后角雖然描述的是液滴在表面上的不同狀態(tài)，但它們之間是相互關(guān)聯(lián)的。滾動(dòng)角和滯后角的大小可以提供關(guān)于表面性質(zhì)的關(guān)鍵信息。例如，低滾動(dòng)角和低滯后角常常出現(xiàn)在超疏水性表面上，這些表面具有優(yōu)異的自清潔性和防水性能。而較高的滾動(dòng)角和滯后角則可能出現(xiàn)在表面粗糙或存在強(qiáng)吸附力的材料上。

 

　　四、應(yīng)用實(shí)例

 

　　水滴角測(cè)量?jī)x的滾動(dòng)角和滯后角測(cè)試可以廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

 

　　1.材料科學(xué)：通過(guò)測(cè)試不同材料表面的滾動(dòng)角和滯后角，可以評(píng)估材料的潤(rùn)濕性、疏水性或親水性，進(jìn)而優(yōu)化其表面處理工藝。

 

　　2.涂層技術(shù)：在涂層行業(yè)，測(cè)試涂層表面的滾動(dòng)角和滯后角有助于研究涂層的自清潔性、防污性等性能。

 

　　3.生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：在生物醫(yī)學(xué)研究中，通過(guò)測(cè)量?jī)x測(cè)試生物材料的表面特性，幫助開(kāi)發(fā)新型醫(yī)療器械或生物材料。

 

　　4.電子和光學(xué)產(chǎn)品：測(cè)試顯示屏、光學(xué)鏡片等表面的潤(rùn)濕性，以優(yōu)化其使用性能和耐用性。