Wie messen Sie statische und dynamische Kontaktwinkel?
Verbinden Sie die feste Oberfläche mit dem Gleichgewichtshaken und tauchen Sie in die Testflüssigkeit ein, um den vorwärts liegenden Kontaktwinkel zu berechnen. Die Feststoff wird dann von der Testflüssigkeit angehoben und der Rückzugswinkel kann berechnet werden.
Es gibt zwei Methoden zur Messung des dynamischen Kontaktwinkels, die Kreisform und die Elliptismethode. Der dynamische Kontaktwinkel kann gemessen werden, indem die Größe der Tröpfchen mit einem Verteiler vergrößert (Vorwärts-Kontaktwinkel) und verringert (Rückwärts-Kontaktwinkel) oder durch einen geneigten Probentesch gemessen wird, so dass die Probe und die Tröpfchen an ihrer Spitze geneigt werden.
Die Schräghalter können auch zur Messung des Rollwinkels der Oberfläche verwendet werden. Der Walzwinkel bezieht sich auf den Neigungswinkel des Tropfens, der von der Oberfläche herabgewalzt wird. Der Rollwinkel wird hauptsächlich zur Charakterisierung der hyperhydrophoben Oberfläche verwendet.
Verschiedene Materialien sind ein wissenschaftliches Feld, das das Verhalten von Flüssigkeiten (Flüssigkeiten und Gase) untersucht. Flüssigkeiten unterscheiden sich erheblich in Mikrogeräten aufgrund des erhöhten Verhältnisses zwischen Oberfläche und Volumen. Faktoren wie Oberflächenspannung und Flüssigkeitswiderstand beginnen das System zu beherrschen. Die wichtigsten Anwendungsbereiche der Kontaktwinkel sind in der pharmazeutischen und biologischen Forschung sowie in der Diagnose, obwohl Anwendungen auch in den Bereichen Energie und Elektronik zu finden sind. Kontaktwinkel ist ein schnell wachsender Bereich, der sich in der Phase des Eingangs von kommerziellen Produkten in Forschungslaboren befindet. Diese Chips sind im Vergleich zu Standardgrößen für die Gaschromatografie kleiner und erfordern ein geringeres Flüssigkeitsvolumen, was zu weniger Verschwendung, niedrigeren Reagenzkosten und weniger Proben für die Diagnose führt. Eine schnellere Analyse- und Reaktionszeit ermöglicht auch eine Diffusionsabstand und eine schnelle Erwärmung und Kühlung. Mehrere verschiedene Funktionen wie Probenvorbearbeitung, Trennung und Erkennung können auf demselben Chip integriert werden. Aufgrund des hohen Verhältnisses von Oberfläche zu Volumen spielt die Oberfläche eine entscheidende Rolle als hydrophobes Substrat. Der Kontaktwinkel verwendet Messungen zur Untersuchung von Wirksamkeit und Stabilitätstests. Die Berührungswinkelmessung wird auch als Qualitätskontrollwerkzeug verwendet, wie zum Beispiel zur Bewertung der Qualität von Funktionsbeschichtungen auf Microfluidics-Chips.
Unterschiedliche statische Kontaktwinkel werden durch Plasmabehandlung und Oberflächenbeschichtung erreicht. Darstellung der Ergebnisse kann zu dem Schluss kommen, dass die Säulen einen bemerkenswerten Effekt auf höhere Kontaktwinkelwerte in der Füllzeit haben. Wenn der statische Kontaktwinkel jedoch niedrig ist, ist der Effekt nicht offensichtlich. Einige Metalle (z. B. Aluminium oder Magnesium) sind mit einer passivierenden Oxidschicht beschichtet und müssen vor dem Kontakt mit dem Klebstoff aktiviert werden. Titan als Prothesenmaterial wird ebenfalls vorbehandelt, um die Biokompatibilität aufgrund der erhöhten Haftfähigkeit von Biomaterialien wie Kollagen zu verbessern. Verschiedene Behandlungsmethoden beeinflussen die Erhöhung der Oberflächenergie oder der Rauheit, wodurch die Befeuchtung und die Haftbarkeit verbessert werden.
Unsere Messgeräte messen die freie Oberflächenenergie anhand des Kontaktwinkels mit einer Vielzahl von Flüssigkeiten. Dabei werden sowohl die Polarität als auch die Diffusion der freien Oberflächenenergie bestimmt. In Kombination mit der Messung der Oberflächenspannung des Beschichtungsmaterials kann dies die Arbeit der Haftkraft als Maß für die Haftung bestimmen. Durch die individuelle Messung der benachbarten Phasen kann die Zusammensetzung des Beschichtungsmaterials auf den Vorbehandlungsprozess abgestimmt werden.
Wenn der Kontaktwinkel (Vorwärtswinkel) beim Befeuchtungsprozess mit dem Kontaktwinkel (Rückwärtswinkel) beim Entfeuchten verglichen wird, kann der Einfluss der Rauheit auf die Befeuchtungsfähigkeit gesehen werden.
Um die Frage der Unterscheidung zwischen statischen und dynamischen Kontaktwinkeln zu beantworten, kann eine konzeptuelle Analyse durchgeführt werden. Statischer Kontaktwinkel: Wenn die Flüssigkeit das Gleichgewicht auf der festen Oberfläche erreicht, wird der Zwischenwinkel zwischen der Grenze der Gasflüssigkeit und der Grenze der Flüssigkeit als Kontaktwinkel bezeichnet, in diesem Fall als statischer Kontaktwinkel; Und der dynamische Kontaktwinkel, es gibt eine Vielzahl von Zustandsdefinitionen: Erstens, um die Flüssigkeitströpfchen in einem ungleichgewichtigen Zustand auf der festen Oberfläche frei ausbreiten zu lassen, ist der dynamische Kontaktwinkel in Vorwärtswinkel und Rückwärtswinkel unterteilt, hier kann das Konzept des Vorwärtswinkels angemessen beigefügt werden, der Vorwärtswinkel des Rückwärtswinkels des Tests richtet sich an hydrophobes Material, der Test des hydrophilen Materials ist sinnlos. Zweitens ist der Prozess, bei dem sich der Kontaktwinkel der Flüssigkeit auf der festen Oberfläche im Laufe der Zeit ändert, auch ein dynamischer Kontaktwinkel. Wie oben gezeigt wird, ist der Unterschied zwischen statischen und dynamischen Kontaktwinkeln in experimentellen Tests im Gleichgewicht und im Ungleichgewicht durchgeführt.