各种接触角区分
接触角
原理概述1接触角定义当液滴自由地处于不受力场影响的空间时，由于界面张力的存在而呈圆球状。
但是，当液滴与固体平面接触时，其最终形状取决于液滴内部的内聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。
当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图1所示。
图1 接触角假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，即θγγγcos ///A L L S A S += （1）式中γS/A 、γL/A 、γS/L 分别为固-气、液-气和固-液界面张力；θ为液体与固体间的界面和液体表面的切线所夹（包含液体）的角度，称为接触角（contact angle ），θ在00-1800之间。
接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度，θ＝90o 可作为润湿与不润湿的界限，θ<90o 时可润湿，θ>90o 时不润湿。
2润 湿润湿(wetting)的热力学定义是，若固体与液体接触后体系（固体和液体）的自由能G 降低，称为润湿。
自由能降低的多少称为润湿度，用W S/L 来表示。
润湿可分为三类：粘附润湿（adhesional wetting ）、铺展润湿（spreading wetting ）和浸湿（immersional wetting ）。
可从图2看出。
图2 三类润湿（1）粘附润湿如果原有的1m2固面和1m2液面消失，形成1m2固-液界面，则此过程的W A S/L为：W A S/L＝γS/A+γL/A-γS/L （2）（2）铺展润湿当一液滴在1m2固面上铺展时，原有的1m2固面和一液滴（面积可忽略不计）均消失，形成1m2液面和1m2固－液界面，则此过程的W S S/L为：W S S/L＝γS/A-γL/A-γS/L （3）（3）浸湿当1m2固面浸入液体中时，原有的1m2固面消失，形成1m2固－液界面，则此过程的W I S/L为：W I S/L＝γS/A-γS/L （4）对上述三类润湿，γS/A和γS/L无法测定，如何求W S/L？分别讨论如下：①粘附润湿将（1）式代入（2）式，可得：W A S/L＝γL/A（1+cosθ）（5）因液体表面张力γL/A为已知，故只需测定接触角θ即可求出W A S/L。
催化剂与反应物接触角的关系
催化剂与反应物接触角的关系是，接触角的大小可以影响催化剂的活性和选择性。
接触角是指催化剂表面与液体或气体接触时所形成的角度。
催化剂的接触角可以通过测量催化剂表面与水等液体接触时的角度来得到。
催化剂表面的化学成分、结构、形貌等因素都会影响接触角的大小。
其中，化学成分是最为重要的因素之一。
表面亲水性强的催化剂通常会表现出较小的接触角，反之则会表现出较大的接触角。
此外，催化剂粒子的大小、形状、表面结构等也会影响接触角。
例如，粒径较小的催化剂通常会表现出较小的接触角，其表面结构越平滑，接触角也越小。
因此，通过调整催化剂的接触角，可以优化催化剂的活性和选择性，从而影响反应物的转化率和产物的选择性。
接触角与粘度
接触角与粘度
一、什么是接触角？
接触角是描述液体与固体界面相互作用的一个重要参数。
当液体与固体接触时，液体与固体界面上的分子之间会发生相互作用，其结果会导致液体在固体表面上形成一个特定的形状。
这个形状可以用接触角来描述，接触角是液滴与固体表面之间的夹角。
二、接触角与粘度的关系
接触角与粘度之间存在着一定的关系。
粘度是描述液体内部分子间相互作用力大小的参数，与液体的黏稠程度有关。
当液体的粘度较大时，液滴在固体表面上的接触角也会相应增大。
这是因为粘度大的液体分子之间的相互作用力较强，液滴在固体表面上的形状受到更大的影响，接触角变大。
三、接触角与液体性质的关系
液体的性质对接触角也有一定的影响。
例如，对于水而言，其分子之间的相互作用力较强，因此水在固体表面上的接触角较小。
这是因为水分子之间的相互作用力使得水在固体表面上能够更好地展开，与固体表面接触面积增大，接触角减小。
四、应用领域
接触角与粘度的研究在很多领域中都具有重要的应用价值。
例如，在涂层材料的设计中，了解液滴在固体表面上的接触角可以帮助人们更好地控制涂层的性质。
在纳米技术中，研究液滴在纳米管道中的流动行为，了解接触角和粘度的关系，可以为纳米流体力学的研究提供重要的参考。
总结起来，接触角与粘度之间存在着一定的关系。
粘度较大的液体在固体表面上的接触角较大，而液体的性质也会对接触角产生一定的影响。
对于不同的应用领域来说，了解接触角与粘度的关系可以帮助人们更好地设计材料、优化流体力学性能。
接触角的概念所谓接触角就是固一液界面与气一液界面之切线在三相
接触角的概念：所谓接触角就是固一液界面与气一液界面之切线在三相点处的夹角。
接触角的大小决定了润湿程度，接触角本身取决于界面张力的相对大小。
固体表面能被液体润湿，接触角越小．润湿性越大，铺展性也愈大，当接触角为零时，叫完全润湿；固体表面不被液体润湿，说明接触角越大，润湿性越小，辅展性越小，液面易收缩成球形。
当接触角等于180度时，叫完全不润湿。
必须指出，润湿与不润湿是一种相对的概念，没有绝对不润湿酌物质，它们只是程度上的差异。
习惯上是这样区分的：接触角＜90度称为润湿；接触角＞90度，称为不润湿；接触角等于零度，叫完全润湿；接触角＝180度，叫完全不润湿。
以上所指的接触角也叫平衡接触角，它没有考虑表面上的阻力，对一个弯曲液面，由于表面张力的作用。
迫使弯曲液面向内收缩而产生一种额外的压力，这种额外的压力叫做附加压力。
附加压力的方向始终指向曲率中心。
注意附加压力只发生在弯曲液面上。
众所周知，纳米材料科学与工程已经成为世界性的研究热点，在研究纳米材料的表面改性时，往往要涉及润湿接触角这个概念。
所谓接触角是指在一固体水平平面上滴一液滴，固体表面上的固－液－气三相交界点处，其气－液界面和固－液界面两切线把液相夹在其中时所成的角。
接触角测量仪仪器介绍：本公司仪器采用现代化工艺制造，仪器采用先进的专用CMOS数字摄像机，配倍高分辨率变焦式显微镜和高亮度LED背景光源系统，搭配三维样品台，可进行工作台上下、左右、前后等方向移动。
实现微量进样及上下、左右精密移动。
同时还设计了伸缩杆结构工作台，能适应在不同用户材料厚度加大的场合。
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软件搭配修正功能，测试多次后的结果可以同时保存在同一报告下，能让用户更好的对材料数据进行管控。
该仪器设计美观大方、操作简单、符合用户所需。
适用于各种行业测定接触角的用户接触角测量仪测量方法：接触角多元化分析方式：全自动拟合法，半自动拟合法，手动水平测量，手动斜面测量，多元化软件计算方法：圆环拟合法(40度以下)；椭圆拟合法(40-120度)；Young-Lapalacer拟合法(120度以上).精准的表面自由能计算：Fowks法，OWRK法，ZismanPlot法，EOS法（软件中预装部分液体数据库，可扩展）.一键式软件测量操作：【按空格键】--打开摄像头；【按1键】--精准的控制滴液；【按2键】--高精度的进行全自动测量.不规则产品测试拓展：凹凸面测试，曲面测试，滚动角测试,前进角后退角测试，高温接触角测试.高速拍照方式：单张/连续/录像；录像任意电影单张导出；录像视频可自动快速测量.细致化数据库管理：导出Excel表格数据word图片数据；图片文字显而易见.接触角测量仪软件分析方法：座滴法（sessile drop）;悬滴法（pendant drop）;薄膜法（lamella method）;掳泡法（Captive bubble method）;包覆纤维法（wetted fiber）;纤维座滴法（sessle fiber drop）;附着滴法（captive bubble）;。
物体表面张力与液体接触角
物体表面张力与液体接触角物体表面张力和液体接触角是物理学中的两个重要概念，它们直接影响着液体在物体表面的行为，对于我们日常生活中的许多现象和工业应用有着重要的作用。
首先，我们来了解一下物体表面张力是什么。
物体表面张力是指液体分子在液体表面上受到的内力。
液体分子之间存在引力，而液体的表面上的分子受到的引力不平衡，使得表面呈现出一定的张力。
这种张力使得液体表面呈现出紧绷的状态，使得液体呈现出球形的形状。
物体表面张力的大小与液体的种类和温度有关。
不同种类的液体具有不同的表面张力。
例如，水的表面张力较大，所以我们常常看到水滴呈现出圆球状。
而温度的变化也会影响物体表面张力，一般来说，温度越高，物体表面张力越小。
接下来，我们来了解一下液体接触角。
液体接触角是指液体与物体表面接触时，液体分子与物体表面法线之间的夹角。
液体接触角的大小决定了液体在物体表面的展开程度。
当液体与物体表面接触时，如果液体接触角较小，即液体分子与物体表面较为紧密地接触，我们称之为“喜润现象”；如果液体接触角较大，即液体分子与物体表面接触较少，我们称之为“不润现象”。
液体接触角的大小与物体表面的性质和液体的种类有关。
不同物体表面的接触角是不同的，有的物体表面具有亲水性，即易被水润湿，接触角小于90度；有的物体表面则具有疏水性，即不易被水润湿，接触角大于90度。
物体表面张力和液体接触角在许多日常现象和工业应用中起着重要的作用。
举个例子来说，我们常常看到水滴在莲叶上滚动，这是因为莲叶表面具有疏水性，水滴在莲叶表面上滚动时能够减小液体与表面之间的摩擦力，从而表现出滚动的行为。
另外，物体表面张力和液体接触角也在涂料工业、纺织工业等领域有重要应用。
总结一下，物体表面张力和液体接触角是物理学中的两个重要概念。
物体表面张力指的是液体表面上分子受到的内力，决定了液体呈现出球形的形状；液体接触角指的是液体与物体表面接触时液体分子与物体表面法线之间的夹角，决定了液体在物体表面展开的程度。
接触角
原理概述1接触角定义当液滴自由地处于不受力场影响的空间时，由于界面张力的存在而呈圆球状。
但是，当液滴与固体平面接触时，其最终形状取决于液滴内部的内聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。
当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图1所示。
图1 接触角假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，即θγγγcos ///A L L S A S += （1）式中γS/A 、γL/A 、γS/L 分别为固-气、液-气和固-液界面张力；θ为液体与固体间的界面和液体表面的切线所夹（包含液体）的角度，称为接触角（contact angle ），θ在00-1800之间。
接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度，θ＝90o 可作为润湿与不润湿的界限，θ<90o 时可润湿，θ>90o 时不润湿。
2润 湿润湿(wetting)的热力学定义是，若固体与液体接触后体系（固体和液体）的自由能G 降低，称为润湿。
自由能降低的多少称为润湿度，用W S/L 来表示。
润湿可分为三类：粘附润湿（adhesional wetting ）、铺展润湿（spreading wetting ）和浸湿（immersional wetting ）。
可从图2看出。
图2 三类润湿（1）粘附润湿如果原有的1m2固面和1m2液面消失，形成1m2固-液界面，则此过程的W A S/L为：W A S/L＝γS/A+γL/A-γS/L （2）（2）铺展润湿当一液滴在1m2固面上铺展时，原有的1m2固面和一液滴（面积可忽略不计）均消失，形成1m2液面和1m2固－液界面，则此过程的W S S/L为：W S S/L＝γS/A-γL/A-γS/L （3）（3）浸湿当1m2固面浸入液体中时，原有的1m2固面消失，形成1m2固－液界面，则此过程的W I S/L为：W I S/L＝γS/A-γS/L （4）对上述三类润湿，γS/A和γS/L无法测定，如何求W S/L？分别讨论如下：①粘附润湿将（1）式代入（2）式，可得：W A S/L＝γL/A（1+cosθ）（5）因液体表面张力γL/A为已知，故只需测定接触角θ即可求出W A S/L。
接触角
2.常用接触角的测量方法
1）外形图像分析方法 外形图像分析法的原理：将液滴滴于固体 样品表面,通过显微镜头与相机获得液滴的 外形图像, 再运用数字图像处理和一些算法 将图像中的液滴的接触角计算出来
2）称重法 通常称为润湿天平或渗透法接触角仪.
3.决定和影响润湿作用和接触角的因素
固体和液体的性质及杂质、添加物的影响， 固体表面的粗糙程度、不均匀性的影响， 表面污染等。
cos s-g l-s l-g
洗涤、喷洒农药、润滑、油漆、防水布制备、原油开采等
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由它可以预测如下几种润湿情况： 1）当θ=0，完全润湿； 2）当θ﹤90°，部分润湿或润湿； 3）当θ=90°，是润湿与否的 分界线； 4）当θ﹥90°，不润湿； 5）当θ=180°，完全不润湿。
关系.
接触角及其相关应用
主讲：谢昌健
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.1 接触角（contact angle）--定义
是指在气、液、固三相交点处所作的气-液 界面的切线穿过液体与固-液交界线之间 的夹角θ，是润湿程度的量度。
1.2 接触角--特点 若θ<90°，则固体是亲液的，即液体可润湿固体，
其角越小， 润湿性越好；
若θ>90°，则固体是憎液的，即液体不润湿固体，
在固体表面上的一液滴，若此液体受到固体表面之作用力甚 强（例如水与一种强亲水的固体的表面），液滴将会完全 地平在固体表面上，而其接触角约为0°。而非强亲水性 之固体，则接触角则会较大，到约90°。在许多高亲水性 的表面上，水滴所表现自0°到30°。
若是固体表面为疏水，则接触角将大于90°。对于高疏水性 的表面，其对水的接触角可高达150°或甚至近180°。 在这种的表面上，水滴仅是停留在其上，而非真正对其表 面浸润，可称之为超疏水，我们可以在适当氟化处理过 （类铁氟龙涂布）的表面观察到，并可称之为莲花效应。 这种新材料的表面之超疏水现象系基于与莲叶表面相同之 原理（叶面有许多小突起）甚至对蜂蜜都有超疏水之现象。 接触角因而也提供了表面与液体间作用力的资讯。
接触角计算公式
接触角计算公式接触角是一个在物理学和化学领域中比较重要的概念，特别是在研究液体与固体表面相互作用的时候。
接触角的计算公式呢，能帮助我们更深入地理解和分析这些现象。
先来说说接触角到底是啥。
想象一下，你把一滴水放在一个平面上，水和平面接触的那个地方，就形成了一个角度，这就是接触角。
比如说，你在干净的玻璃上滴一滴水，和在有油污的玻璃上滴一滴水，形成的接触角是不一样的。
干净的玻璃上，水会铺展开，接触角就小；有油污的玻璃上，水就会聚成一团，接触角就大。
那接触角是怎么计算的呢？这就得提到一个叫杨氏方程的东西。
杨氏方程把固-气、固-液、液-气之间的表面张力联系在了一起。
接触角的计算公式就是从这里推导出来的。
具体来说，接触角θ可以通过下面这个公式计算：γsg - γsl = γlg × cosθ 。
这里的γsg 是固-气表面张力，γsl 是固-液表面张力，γlg 是液-气表面张力。
给大家举个我自己经历的例子吧。
有一次我在实验室里做一个实验，就是研究不同材料表面对水的接触角。
我准备了一块光滑的金属片，一块塑料片，还有一块涂了特殊涂层的玻璃片。
我小心翼翼地用微量注射器在这三个表面上分别滴上一滴水，然后用专门的仪器来测量接触角。
测量金属片的时候，发现接触角比较小，水很快就散开了。
测量塑料片的时候，接触角就大了一些，水没有那么容易铺展。
最有意思的是那个涂了特殊涂层的玻璃片，接触角特别大，水几乎就成了一个圆球。
通过这个实验，我更深刻地理解了接触角的概念和计算公式的应用。
我根据测量得到的数据，代入接触角计算公式，算出了相应的数值，然后和理论值进行对比，分析误差产生的原因。
在实际应用中，接触角的计算公式用处可大了。
比如说在材料科学里，通过控制材料的表面性质来改变接触角，可以让材料具有更好的防水、防污性能。
在制药领域，药物颗粒的表面性质会影响它们在溶液中的分散和溶解，这时候接触角的计算就能帮助研究人员优化药物的配方。
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1.平衡接触角/本征接触角/化学接触角/材料原始接触角e θ：
图1理想平面的平衡接触示意图
在理想的光滑平整表面上，表面接触角与三个界面张力之间存在以下关系：
cos LG e SG SL γθγγ=-（cos e SG SL σθγγ=-）
式中，SG γ、SL γ和LG γ分别表示气-固、液-固和气-液的界面张力，e θ是气-液-固三相平衡时的接触角，成为平衡接触角或本征接触角，此方程即Young ’s 方程，也称润湿方程。
2.表面微观接触角/实际接触角e θ：
Betelu 等发现表面微观接触角不仅与表面相互作用有关，而且与气-液-固三相接触线长度也有密切关系，这主要是由于线张力（Line tension,
τ）
的存在增加了液滴的超额自由能。
由热力学方法可以得出： cos SG SL LG e B r τγγγθ=++
结合Young ’s 方程，可以变换为： 1cos cos e LG B
r τθθγ∞=- τ为线张力，
B r 为液滴与固体表面圆形接触面的半径，θ∞为宏观条件下的表面接触角，上式也成为修正Young ’s 方程。
3.表观接触角*
θ:
Wenzel 状态：cos cos w e r θθ= w θ称为表观接触角，表面粗糙度r 为粗糙表面的实际面积与其水平投影面积之比。
Cassie 状态：cos 1(1cos )c s e f θθ=-++
c θ为非均相润湿下的表观接触角，s f 为与液体接触的固体表面占投影面积的比例。
4．表面临界转换接触角Crit θ：
Crit 11(1)()f r f θ=--
如果材料表面原始接触角小于公式中的临界接触角，那么液体和固体接触部分所包含的空气是不稳定的，Cassie 接触状态很容易转变成Wenzel 接触状态。
为获得稳定的空气层，
固体表面必须足够的疏水，临界转变角足够小，因为Cassie 接触状态只有在*θ>Crit θ或
*cos 1r θ<-时候是稳定的。
5. 前进角A θ和后退角R θ：
考虑放置在一个固体上的一滴液体。
如果液滴被注水，则它会变大，它的接触角会逐渐增大直到达到临界值A θ，在临界值接触线开始前进。
相反的，如果液滴中的水被抽离，它的接触角会逐渐减小直到达到临界值R θ，在临界值接触线开始后退。
6. 接触角滞后/滚动角θ∆：
观察到的静态接触角θ可能位于由前移和后移接触角所限定范围A R θθθ>>内的任意位置。
对于给定的三相系统，这一静态值的限定范围称为接触角滞后=-A R θθθ∆。
θ∆与液体在固体上的附着力相关，表征液滴在固体表面滚动的难易程度。
7. 静态接触角：静止平衡态时刻的接触角。
8. 动态接触角：接触线具有一定的速度，非静止平衡态时刻的接触角。
表面湿润性与接触角密切相关, 湿润动力学研究的目的是揭示接触角(此时常称为动态接触角) 与接触线(或者固体衬底) 移动速度、液体物性和固体衬底物性之间的关系。