倾斜角度的测量
倾斜角度的测量提供了关于液滴在表面上附着条件的信息。它们是通过使用倾斜支架或倾斜台来物理旋转基质和液滴来实现的。随着水滴旋转的增加,重力将把水滴向下拉,直到它最终滚离基体,倾斜角度在水滴开始移动的点测量。液滴的前缘称为前进接触角,后缘称为后退接触角。两个角之间的差就是滞后。高度均匀的样品将有一个小的接触角滞后和低滚转角。即使是亲水的表面也可以制造成低迟滞和低滚转角度1.
图1 -倾斜接触角示意图。图片由Biolin科学.
倾斜支架附件是一个可以旋转整个仪器来进行倾斜角度测量的装置。光学张力计安装在倾斜平台上,并使用旋入式平台腿进行固定。将固定的液滴放置在样品上后,倾斜支架旋转整个仪器,动态测量倾斜角度和左右接触角度。停止触发器可以放置在相机的框架,以自动停止记录一旦下降开始移动,以减少不可用的帧的数量。
倾斜支架具有以下特点:
- 它与软件集成,使倾斜角度自动记录在每一帧
- 相对于样本阶段,相机位置是恒定的,因此基线在测量期间不会移动
可在倾斜架上增加真空台阶和真空泵,防止倾斜角度过大时试样从台阶上滑下。
图2 - 用倾斜摇篮测量的液滴的样本图片。
倾斜阶段附件提供了一个与旋转拨号耦合的小平台,允许用户手动旋转舞台和样本。使用此设置,级相对于相机旋转,并且自动基线最适合跟踪接触角与倾斜角度的变化。可以从舞台上的拨号读取样品开始滚动的角度,并将手动录制到文件中。这种情况下的样品应用粘合剂固定,以确保在旋转期间不会脱落阶段。
图3 -用倾斜阶段测量倾斜角度下降的例子。
一个潜在的混乱点是推进,后退和滞后的术语也常用于针被放入液滴中在记录接触角的同时,体积发生动态变化。虽然两次测量得到的结果是相关的,但它们并不相同。这两种测量方法的一个主要区别是倾斜角度测量的结果取决于液滴体积。随着用于测量的水滴体积的增加,前进和后退的接触角趋于收敛。相反,在小水滴体积下,前进和后退接触角的差异更大2.
视频1 - 示出倾斜摇篮,倾斜阶段,针对推进和后退接触角的操作的视频和数据分析。
- [1] Cha, h;Vahabi h;吴,a;Chavan,美国;金、M.-K;洞穴,美国;博世,s . a;王,w;哥打,a . k .;Miljkovic, N。固体亲水表面的滴状凝结.科学。中国生物医学工程学报,2019,32(2):457 - 461。
- [2]皮尔斯,e .;Carmona,F. J ;;Amirfazli,A。理解滑动和接触角导致倾斜板实验.胶体冲浪。Physicochem。Eng。中华人民大学学报(自然科学版),2008,23(1-3),73-82。