视频光学接触角测量仪的测量原理

视频光学接触角测量仪是基于视频光学法测量静态接触角、动态接触角、滚动角、固体表面自由能和表界面张力的测量设备，视频光学法是通过直接观测液体在固体表面形成的液滴的测量方法，通过测量液滴的形状，尤其是其与固体表面相接触处的液面形状，来确定液体在固体表面的接触角θ。

接触角θ的数值标志着液体在固体表面的润湿性：

若θ<90°，则固体表面是亲水性的，即液体较易润湿固体，其角度越小，表示润湿性越好；当θ=0°，时，表示完全润湿；

若θ>90°，则固体表面是疏水性的，即液体不容易润湿固体，其角度越大，表示润湿性越差；

当θ=180°，表示完全不润湿。

当润湿性界于很好与很差之间时，液体在固体表面可以有限度地铺展开来，形成介于0°~ 180°之间的接触角。这一有限的接触角值是体系中各个不同的相互作用力的平衡，也是体系趋向低能量的结果。涉及的相互作用力包括：

- 液体自身的表面张力：这一值越大，液体越倾向于聚集在一起、包成一团，而不愿意在固体表面上铺展开来；

- 固体自身的表面张力或表面自由能：这一值越大，固体表面的能量位越高，越希望有能量较低的液体层能够在其上面铺展开来而覆盖它，以降低体系的能量；

- 液体/固体表面-界面的相互作用力：这一值越小，固体表面对液体的吸引力越大，液体越能够在其上面铺展开来，导致较低的接触角值。

所以，如果希望液体能够较好地润湿固体表面：液体的表面张力值越低、固体的表面能值越高、液体/固体表面-界面的相互作用力越强就越有利；反之，如果希望液体不要润湿固体表面：液体的表面张力值越高、固体的表面能值越低、液体/固体表面-界面的相互作用力越弱就越有可能。

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