常见材料和水的接触角值
超疏水材料介绍
表观接触角和本征接触角的关系
(3)光滑表面的局限性
① 对一个表面如果仅仅采用化学方法处理，通常仅能使接触角增加到120°
②对于超疏水的自清洁表面，水珠滚落的去污能力比滑落强，而倾斜的光滑表面水 珠多处于滑动状态，见下图。
(4)自然界中动植物超疏水表面结构图
莲花表面
Nature 2004,432, 36)发表
2.5 电纺技术
典型应用：Rutledge等用电纺技术制得PS和PS-b-
PDMS的共混物纤维，如右图。由于PDMS表面能低且
与PS的相容性很差，共混物在纺丝过程中发生相分离
且PDMS向表面富集。电纺得到的混合聚合物无纺布
表面自身所具有的粗糙度及PDMS的富集共同作用，
是接触角达到163°。
电纺法制备的超疏水无纺布的典型形貌
特殊浸润性界面材料 —— 超疏水材料介绍
超疏水材料的影响因素 材料表面结构和疏水性的关系 超疏水表面的制备方法及应用 研究展望
一.超疏水材料的影响因素
1 浸润性是材料表面的重要特征之一。根据水对材料表面润湿性的不同将 材料表面分为亲水性表面和疏水性表面。 1.1 浸润性的表征
接触角：通常以接触角θ表征液体对固体的浸润程度。接触角由表面张
若θ﹤90°，则θ’﹤θ，则亲水性随粗糙度的增加而增加； 若θ﹥90°，则θ’﹥θ，则疏水性随粗糙度的增加而增加。
两个基本前提： ①基底的表面粗糙度与液滴的大小相比可以忽略不计； ②基底表面的几何形状不影响其表面积的大小。 ③适用于中等亲水或者疏水表面。
(2)Cassie模型----气垫模型
核心：Cassie和Baxter指出，液滴在粗糙表面的接触是一种复合接触。 复合接触：微细结构的表面因为结构尺度小 于表面液滴的尺度，当表面疏水性较强时， Cassie认为在疏水表面上的液滴并不能填满 粗糙表面上的凹槽，在液珠下有截留的空气 存在，于是表观上的液固接触面其实由固体 和气体共同组成，见右图：
超疏水-是指水滴在材料表面呈球状,接触角大于150°。
超疏水-是指水滴在材料表面呈球状，接触角大于150°。
超疏水-是指水滴在材料表面呈球状，接触角大于150°。
真正具有本征超疏水的材料是不存在的，对于平整材料而言，最大的水接触角不过119°。
但是可对金属材料进行表面修饰，实现表面粗糙化或者修饰低表面能物质，使其接触角大于150°，从而实现超疏水性能。
学术术语来源---TiAl6Vi4表面超疏水修饰后的体外抑菌实验文章亮点：实验创新性采用电化学阳极氧化法在TiAl6Vi4钛合金表面制备TiO2纳米管薄膜，并通过氟硅烷自组装修饰成功制备超疏水表面，使其接触角>150°。
通过比较超疏水表面、普通疏水表面和亲水表面对金黄色葡萄球菌贴附的作用，验证通过增加内植物表面疏水性可提高其抑菌效果。
关键词：生物材料；骨生物材料；钛金属TiAl6Vi4；细菌贴附；超疏水；钛金属；感染主题词：生物相容性材料；钛；葡萄球菌,金黄色；疏水及亲水作用摘要背景：研究表明，材料表面亲、疏水性(即表面浸润性)是影响细菌黏附的重要原因。
目的：探讨钛金属TiAl6Vi4表面超疏水改性后对金黄色葡萄球菌的抑菌作用。
方法：将TiAl6Vi4板块经砂纸、酸溶液抛光和超声清洗后，随机分组：超疏水表面组采用电化学阳极氧化法在TiAl6Vi4表面制备TiO2纳米管薄膜，并通过氟硅烷自组装修饰；亲水表面组采用电化学阳极氧化法在TiAl6Vi4表面制备TiO2纳米管薄膜；疏水表面组对TiAl6Vi4表面行氟硅烷自组装修饰，分别测量3组表面的接触角。
将3组样品浸泡于金黄色葡萄球菌菌液中2 h，观察样品表面细菌黏附和分布状态，以及浸泡过样品剩余菌液的A值。
结果与结论：亲水表面组表面多数金葡菌彼此聚集、重叠，呈葡萄串形态；疏水表面组表面细菌有聚在一起的趋势，但没有彼此重叠、覆盖，只是单层排列，没有形成葡萄串表面；超疏水表面组表面细菌分散排布，一般只有两三个细菌在一起，不成串，不重叠。
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。
仪器框架可以根据式样的大小适量调节，扩大了仪器的使用范围。
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）;。
单层石墨烯的水接触角
单层石墨烯的水接触角1.引言1.1 概述概述：石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶体结构，具有出色的导电性、热导性和机械强度。
由于其独特的结构和性质，石墨烯在众多领域引起了广泛的研究兴趣，其中包括在界面科学和表面改性领域的应用。
水接触角是评价固体表面亲水性或疏水性的重要指标之一。
而单层石墨烯的水接触角是指水滴在单层石墨烯表面的接触角度。
研究单层石墨烯的水接触角，对于深入理解其表面性质以及在各种应用中的潜在应用具有重要意义。
本文将综述单层石墨烯的水接触角的研究现状，并探讨影响水接触角的关键因素。
同时，还将展望未来研究的方向和单层石墨烯在该领域的应用前景。
通过对单层石墨烯的结构特点和水接触角的定义进行介绍，可以更好地理解和评估单层石墨烯在水相界面上的行为，为进一步的研究和应用提供理论基础。
接下来，我们将详细介绍单层石墨烯的结构特点和水接触角的定义及其影响因素。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以参考以下的写法：1.2 文章结构本文将按照以下结构进行讨论和分析单层石墨烯的水接触角研究：首先，在引言部分，我们将对整篇文章进行一个概述，介绍单层石墨烯的水接触角在当前科研领域中的重要性和研究现状。
接下来，在正文部分，我们将首先介绍单层石墨烯的结构特点，包括其由碳原子构成的特殊结构和独特的电子性质。
我们将详细讨论这些结构特点如何影响单层石墨烯在水接触角实验中的表现。
然后，我们将深入理解水接触角的定义和影响因素。
我们将解释水接触角的测量原理，并探讨影响单层石墨烯水接触角的因素，例如表面能、表面化学性质和外界温度等。
之后，在结论部分，我们将回顾单层石墨烯水接触角的研究现状，总结已有的研究成果和发展趋势。
同时，我们将讨论未来研究的方向和单层石墨烯水接触角在材料科学、纳米技术和生物医学等领域的潜在应用前景。
通过以上结构，本文将全面而系统地呈现单层石墨烯水接触角的研究现状和未来方向。
我们相信，通过对单层石墨烯的水接触角的深入探讨，我们能够在材料科学和工程领域中取得更好的应用和突破。
ptfe膜水接触角
ptfe膜水接触角PTFE膜是一种具有特殊性质的材料，其水接触角可达到极高的数值。
水接触角是衡量材料表面亲水性或疏水性的重要指标之一，对于理解PTFE膜的特性具有重要意义。
PTFE膜是由聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，简称PTFE）制成的一种薄膜材料。
PTFE具有极低的表面能，因此具有很高的疏水性。
水接触角是衡量材料表面疏水性的指标，是水滴在材料表面上形成的接触角度。
水接触角越大，说明材料表面越疏水。
PTFE膜的水接触角通常在100°以上，甚至可以达到120°以上。
这意味着水滴在PTFE膜表面上呈现出近乎完全的球形，几乎不与膜表面接触。
这种高水接触角的特性使得PTFE膜具有很强的防水性能，水滴在膜表面上很难附着并迅速滚落。
高水接触角的形成与PTFE膜表面的微观结构有关。
PTFE膜表面具有很高的表面粗糙度，呈现出一种类似于山峰的结构。
这种结构使得水滴在膜表面上只与少数几个山峰之间的接触点接触，形成很小的接触面积，从而导致高水接触角的形成。
PTFE膜的高水接触角带来了很多实际应用上的优势。
首先，它使得PTFE膜具有良好的防污性能。
由于水滴在膜表面上几乎不与之接触，因此膜表面很难被液体污染物所附着。
其次，高水接触角使得PTFE 膜具有自清洁性能，水滴在膜表面上滚落时会带走表面上的灰尘和污染物，保持膜表面的清洁。
除了水接触角，PTFE膜还具有许多其他优良的性能。
首先，PTFE膜具有极低的摩擦系数，具有良好的自润滑性能。
其次，PTFE膜具有很高的耐化学性，几乎不受任何化学物质的腐蚀。
此外，PTFE膜还具有较高的耐温性能，可在-200℃至260℃的范围内长期使用。
由于PTFE膜的特殊性质，它在很多领域得到了广泛应用。
例如，PTFE膜可以用于制作防水透气材料，用于户外服装、建筑材料等领域。
此外，PTFE膜还可以用于制作电子产品的绝缘材料，用于电子元器件的保护。
此外，PTFE膜还可以用于制作食品包装材料，由于其具有良好的防污性和耐化学性能，能够有效保护食品的安全和品质。
接触角的测量
表七：不同浓度的十二烷基苯磺酸钠（SDBS）水溶液在涤纶片和玻璃片上的接触角随时间变化 玻璃上的接触角/∘ 涤纶上的接触角/∘ 时间/s 左 右 平均 左 右 平均 5 23.5 23 23.25 31 29.5 30.25 20 19.5 19.5 19.5 22 20 21 30 19 19.5 19.25 18.5 18 18.25 50 17.5 17 17.25 17 17 17
表一：水在不同固体表面的接触角的测量 量角法 θ /° 固体 量高法θ /° 左 右 平均 玻璃 34 36 35 34.5 金属 58.5 60.5 59.5 58 涤纶 70.5 67.5 69 67.5
浓度 0.2 0.4 0.6 0.8
表二：不同浓度的乙醇在玻璃片和涤纶片上接触角的测量 玻璃片上的接触角θ /° 金属片上的接触角θ /° 涤纶片上的接触角θ /° 左 49 50.5 51 53.5 右 50 50.5 55 48.5 平均 49.5 50.5 53 51 左 61 66.5 69.5 69 右 63 70.5 73.5 73 平均 62 68 71.5 72 左 64 70 73 75 右 69 76.5 77 77.5 平均 66.5 73 75 75.5
涤纶 θ 62 68 71.5 72 57.25 50 62 34.5 52.5 36.5 61.25 64.25 54.5
金属 66.5 73 75 75.5 61.5 65.5 75 36.75 57 33.25 54 49 46
γ ／mN/m 62.79 57.43 55.51 51.98 63.16 57.28 46.55 43.1 38.06 34.16 33.25 31.53 29.48
表四：不同浓度的乙醇的表面张力的测量 0.7 mm 放大因子：51.43 针直径： 乙醇的浓度/M Y/mN/m 0 65.72 0.2 62.79 0.4 57.43 0.6：1
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。
聚苯乙烯水接触角检测标准
聚苯乙烯水接触角检测标准
目前国内外常用的聚苯乙烯水接触角检测标准有：
1. GB/T 14232-2017《复合材料真空浸透法测定纤维增强复合材料树脂基体体积含量和树脂浸透度试验方法》中的浸润性测定方法。
该标准主要用于复合材料中纤维增强复合材料的浸润性检测，其中聚苯乙烯作为一种常用的树脂基体材料，其浸润性也可以通过该方法进行检测。
2. ASTM D724-14a《Standard Test Method for Surface Wettability of Paper (Angle-of-Contact Method)》。
该标准主要用于纸张表面润湿性的检测，其中包括了水接触角的测定方法。
虽然该标准不是专门针对聚苯乙烯的，但是其中的测定方法可以适用于聚苯乙烯水接触角的测试。
3. ISO 8295-2018《Plastics — Film and sheeting —Determination of wetting tension》中的润湿张力测定方法。
该标准主要用于测定聚合物薄膜和片材的润湿张力，其中也涉及到水接触角的测定方法。
尽管该标准不是针对聚苯乙烯水接触角的具体标准，但可以作为一种常用的方法进行参考。
需要注意的是，具体的测定方法可能会因应用场景不同、测试仪器的差异等因素而有所差异，因此在实际测试过程中，可以参考以上标准并结合实际情况进行相应的调整和优化。
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常见材料和水的接触角值
1.引言
接触角是研究液体与固体接触界面性质的重要参数之一。
它描述了液滴或液体界面与固体表面之间的相互作用力大小和性质。
在材料科学和表面科学研究中，接触角被广泛用于表征材料的亲水性或疏水性，以及液体在固体表面上的润湿行为。
本文将介绍一些常见材料与水的接触角值，通过对不同材料的接触角值的了解，可以更好地理解材料的性质和应用。
2.亲水性材料
亲水性材料指的是对水具有良好润湿性的材料，水在其表面能够形成较小的接触角。
下面是一些常见的亲水性材料及其与水的接触角值：
-玻璃：玻璃是一种常见的亲水性材料，其与水的接触角一般在10°-20°左右。
这是因为玻璃表面具有一定的亲水基团，水分子能够在玻璃表面形成较大的接触面积，从而形成较小的接触角。
-陶瓷：陶瓷材料的接触角值与其成分和表面处理方式密切相关。
总体而言，陶瓷材料对水的润湿性较好，接触角一般在10°-30°之间。
-金属：金属材料的接触角值通常较高，一般在70°-90°之间。
金属表面往往具有一定的氧化膜或污染层，使得水分子无法与金属表面形成完全平整的接触，导致较大的接触角。
3.疏水性材料
疏水性材料指的是对水具有较强排斥性的材料，水在其表面难以形成接触而形成较大的接触角。
下面是一些常见的疏水性材料及其与水的接触角值：
-聚烯烃类材料：聚烯烃类材料包括聚乙烯和聚丙烯等，它们的接触角一般都在90°以上。
这是因为这类材料的分子链较长，表面相对光滑，且不含极性基团，使得水分子难以在其表面上形成润湿膜。
-聚四氟乙烯（P TF E）：PT FE是一种常见的疏水性材料，其与水的接触角高达110°左右。
P TF E具有良好的低表面能和低粘性，水在其表面几乎无法形成润湿。
-硅烷改性聚合物：这类材料通过在聚合物分子链上引入疏水性硅烷基团，可显著提高材料的疏水性。
硅烷改性聚合物的接触角值一般在90°以上，具有良好的抗水性能。
4.测量接触角的方法
测量接触角的一种常见方法是利用接触角测量仪。
该仪器通过测量水在材料表面上的润湿情况来计算接触角。
接触角测量仪通常由光源、摄像头、显微镜和计算机等组成，通过拍摄液滴在材料表面的图像，利用图像处理技术计算出接触角的数值。
此外，还有一些其他的间接性方法用于估计接触角，如光滑性评估、润湿性测试和接触角模型等。
5.总结
接触角是衡量材料润湿性和亲疏水性的重要参数。
本文介绍了一些常见材料与水的接触角值，包括亲水性材料和疏水性材料。
通过了解不同材料的接触角值，可以更好地理解材料在液体环境中的性质和应用。
同时，本文还简要介绍了接触角的测量方法，其中接触角测量仪是一种常见的测量工具。
希望本文对读者理解和应用材料的润湿行为有所帮助。
以上是关于常见材料和水的接触角值的文档，字数约2500字。
参考文献：
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