2022-09-23
對超(chao)疏水(shui)(shui)表面表征的(de)需(xu)求日益增長,檢測(ce)的(de)可靠性和可重(zhong)(zhong)復性至(zhi)關重(zhong)(zhong)要。接觸(chu)角(jiao)測(ce)量(liang)是(shi)表征超(chao)疏水(shui)(shui)表面常用的(de)方法,其中靜態接觸(chu)角(jiao)仍(reng)然是(shi)常用的(de)。由于(yu)接觸(chu)角(jiao)滯后(hou)也(ye)是(shi)表征超(chao)疏水(shui)(shui)性的(de)重(zhong)(zhong)要指(zhi)標,因此也(ye)需(xu)要測(ce)定前進角(jiao)和后(hou)退角(jiao)。
在超(chao)疏水表(biao)面(mian)(mian)上(shang)測量水的接(jie)觸角是(shi)具有挑戰(zhan)的,因(yin)為(wei)根(gen)據定(ding)義,超(chao)疏水的表(biao)面(mian)(mian)是(shi)不(bu)希望與水接(jie)觸的,因(yin)此水滴(di)放(fang)置在表(biao)面(mian)(mian)會十(shi)分困(kun)難,因(yin)為(wei)水滴(di)通常更容(rong)易附(fu)著在針上(shang)而不(bu)是(shi)樣(yang)品表(biao)面(mian)(mian)。
- 靜態接觸角不易受磨損影響
超疏水表面開發的最大挑戰之一就是耐久性。因此通常要進行不同類型的磨損實驗來評估耐久性。通常會做靜態接觸角的測量,但它們無法提供關于磨損影響的很多信息。靜態接觸角不容易受到磨損的影響,因為前進角仍然很高[1]。
類似的例子也會出現在涂有超疏水涂層的織物上。靜態接觸角和接觸角滯后被記錄為洗滌周期的函數。在整個60次洗滌循環中,靜態接觸角在150°左右保持的相對較高,但在20次左右循環后,接觸角滯后開始迅速增加,在60次洗滌循環后,接觸角滯后達到60°。[2]
- 超疏水(shui)表面(mian)評價推(tui)薦采用(yong)自動(dong)針法
建議采用針法測(ce)量接(jie)觸(chu)角(jiao)。在這種(zhong)方法中(zhong),很(hen)細的不銹鋼針接(jie)近樣品(pin)表面(mian)。將(jiang)滴(di)液速度(du)設置為較(jiao)低值以減少液體流動引起的動態影響。只要液滴(di)與表面(mian)之間(jian)的接(jie)觸(chu)線在移動,滴(di)液就會持(chi)續進行。當這種(zhong)情(qing)況發生時,可以測(ce)量前進。類似的,液體被帶回針頭,只要接(jie)觸(chu)線開始撤回,再(zai)次記錄液滴(di),便測(ce)得(de)了后退角(jiao)。
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[1] X. Tian, T. Verho, and R.H.A. Ras, ”Moving superhydrophobic surface toward real-world applications”, Science 352 (2016) 142.
[2] Zhao, Y., Xy, Z., Wang, X. and Lin, T., ”Photoreactive azido-containing silica nanoparticle/polycation multilayers: Durable superhydrophobic coating on cotton fabrics”, Langmuir 28 (2012) 6328.