2021-08-26
在觀察了荷葉的超疏水性和自清潔效果后，非浸潤性表面引起了科學界的廣泛關注。基于荷葉的微觀結構，人工超疏水表面已經在世界各地取得了很大的研究進展。這些超疏水表面的材料很快有了實際的應用，如自清潔、防霧和防冰材料以及作為紡織品的涂層等。隨著人們對超疏水性及其潛在應用的認識逐漸加深，對其疏水性程度的測量方法也有了更多需求。
傳統方法-接觸角的測量表征超疏水表面
根據(ju)定義，超疏水表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)接觸角(jiao)(jiao)要大于150°且(qie)接觸角(jiao)(jiao)滯后(hou)要低。因此(ci)測(ce)(ce)定前進(jin)角(jiao)(jiao)和后(hou)退角(jiao)(jiao)是最常規的(de)(de)(de)測(ce)(ce)量辦(ban)法。對(dui)于超疏水表(biao)面(mian)(mian)來說前進(jin)角(jiao)(jiao)和后(hou)退角(jiao)(jiao)測(ce)(ce)量的(de)(de)(de)首(shou) 選方(fang)法是通過緩慢增加(jia)或(huo)減少液滴(di)體(ti)積的(de)(de)(de)方(fang)法。除了前進(jin)角(jiao)(jiao)和后(hou)退角(jiao)(jiao)，滑動角(jiao)(jiao)和滾動角(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)測(ce)(ce)量也(ye)與接觸角(jiao)(jiao)滯后(hou)有(you)關。雖然上述接觸角(jiao)(jiao)測(ce)(ce)量方(fang)法已十分成熟，但對(dui)超疏水表(biao)面(mian)(mian)浸潤性的(de)(de)(de)測(ce)(ce)量不夠敏(min)感且(qie)精(jing)度不夠高(gao)。
自由衰變和共振測量方法
超(chao)疏水(shui)(shui)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)一種(zhong)電位表(biao)(biao)(biao)(biao)征方(fang)(fang)法是振(zhen)蕩(dang)磁(ci)滴法。在這種(zhong)方(fang)(fang)法中，將含有(you)磁(ci)性氧化鐵(tie)納米顆(ke)粒(li)的(de)(de)水(shui)(shui)滴放置(zhi)在被測表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)，并在磁(ci)鐵(tie)的(de)(de)幫助下振(zhen)蕩(dang)。當振(zhen)蕩(dang)停止時，液滴剩余的(de)(de)動(dong)能和勢能通過自由衰減振(zhen)蕩(dang)而(er)耗(hao)散(san)。從振(zhen)蕩(dang)數(shu)據中可以提取出(chu)與表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)滑動(dong)有(you)關的(de)(de)摩擦力(li)。簡而(er)言之，摩擦力(li)越小(xiao)，液滴越容(rong)易從超(chao)疏水(shui)(shui)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)滑出(chu)。該方(fang)(fang)法不(bu)僅可以研究超(chao)疏水(shui)(shui)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)均勻性，而(er)且為表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)測定提供了一種(zhong)有(you)效的(de)(de)方(fang)(fang)法。
掃描液滴粘附顯微鏡
最新發展的超疏水(shui)表面(mian)表征(zheng)方法被(bei)稱為掃描(miao)液(ye)滴粘附顯微(wei)鏡。該(gai)(gai)儀器(qi)由一(yi)個(ge)(ge)垂直安裝的力傳感器(qi)和(he)(he)滴液(ye)探頭（如水(shui)）和(he)(he)一(yi)個(ge)(ge)多(duo)軸(zhou)樣品(pin)臺組成。樣品(pin)被(bei)提升(sheng)到(dao)(dao)與(yu)探針液(ye)體接觸的地方，并測量(liang)一(yi)個(ge)(ge)咬合力。然(ran)后將工作臺放(fang)低，并測量(liang)拉(la)(la)力。壓力和(he)(he)拉(la)(la)力分別與(yu)前進角和(he)(he)后退角有關。在多(duo)軸(zhou)采樣階(jie)段的幫助下，可(ke)(ke)以繪制大面(mian)積的圖像。該(gai)(gai)系統(tong)的靈(ling)敏(min)度可(ke)(ke)允(yun)許是均勻表面(mian)上看到(dao)(dao)的最小差異
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