視頻光學(xué)接觸角測量?jì)x采用高倍顯微鏡頭測試單纖維的接觸角值

　　視頻光學(xué)接觸角測量?jì)x采用高倍顯微鏡頭測試單纖維的接觸角值是目前為止測試單纖維接觸角值好的測量方法。非的儀器廠(chǎng)家會(huì )建議用戶(hù)選購微量分析天平1ug的分析天平測試水或樹(shù)脂在纖維上的潤濕速度并采用Washburn滲透法或Wilhlemy plate板法，轉換計算得到相應的接觸角值。但是這樣的方法顯然存在的缺陷與科學(xué)依據不足在于：
　　1、測試所得的接觸角值與光學(xué)法所得的接觸角值沒(méi)有可比性；
　　2、測試時(shí)如果是樹(shù)脂，會(huì )因粘度影響潤濕速度，因而，所計算得到的角度值也沒(méi)有意義；
　　3、分析天平測試單纖維本身極易彎曲而影響測值。
　　因而目前較為合理的方法是采用高倍顯微鏡頭，如50倍顯微鏡頭加上0.7－4.5X連續變倍鏡頭，即可完成3-10um的纖維的接觸角測量。如果需要測試超疏水或疏水情況下的接觸角值，則需要同時(shí)采購納升或皮升級噴射針頭或超細針頭。
　　但是，如上僅僅是完成了纖維測量的硬件部分的功能，事實(shí)上，纖維接觸角測量的更為重要的關(guān)鍵在于軟件部分。目前，絕大多數的商業(yè)化的接觸角測量?jì)x生產(chǎn)廠(chǎng)僅提供圓、橢圓或Young-Laplace方程擬合法測試接觸角值，而在單纖維時(shí)，由于在接觸到纖維的地方的弧形不再往里收縮，因而，如上的所有方法測值均是無(wú)效的。如下圖所示：

　　在采用KINO的阿莎算法時(shí)，液滴輪廓同樣沒(méi)有與擬合的輪廓線(xiàn)重合。

　　如上兩張圖片中采用兩個(gè)不同公司的橢圓擬合法分析纖維的接觸角值，顯然擬合線(xiàn)與液滴輪廓也根本沒(méi)有重合。
　　對另一個(gè)樣品的纖維接觸角圖像我們采用阿莎算法進(jìn)行了擬合分析。結果同樣不令人滿(mǎn)意。雖然從擬合效果來(lái)看，擬合度只是出現了略微的變化。但是，正是這樣的輪廓曲線(xiàn)與實(shí)際的纖維輪廓曲線(xiàn)的微小變化，會(huì )導致測值結果的明顯變化。

　　因而，對于單纖維而言，接觸角值的計算方法比硬件更為關(guān)鍵，也更難解決。目前商業(yè)化的接觸角測量?jì)x廠(chǎng)商通常采用Max HW法，通過(guò)計算得到相應的接觸角值，詳細參考《Contact Angle Measurements on Fibers
　　and Fiber Assemblies, Bundles,Fabrics, and Textiles》SURFACE AND INTERFACIAL TENSION ~ - Measurement, Theory, and Applications P425。但是這樣的簡(jiǎn)單推導得到的接觸角值因其推導過(guò)程中的經(jīng)驗因子，而導致測值的誤差同樣無(wú)法得到有效的避免。
　　根據原著(zhù)描述，如下圖片的測值角度為14－15度左右。

　　美國科諾的MicroDrop技術(shù)，可以用于評估Wenzel-Cassie模型及其反轉條件的臨界接觸角值。同時(shí)，MicroDrop法用于評估纖維接觸角具有更為明顯的*優(yōu)勢。如上同樣的纖維接觸角圖片，通過(guò)MicroDrop法，能夠明顯區別出左、右接觸角值的差值，同時(shí)，提供了一個(gè)更為易于接受，沒(méi)有人為經(jīng)驗修正的纖維接觸角的測量結果。接觸角左側為18.496度，右側為23.284度，平均接觸角值為20.89度。

　　同時(shí)，采用阿莎算法，對于如上示例的纖維接觸角進(jìn)行的測值結果顯示為：

　　綜合如上可見(jiàn)，目前為止，測試單纖維接觸角值的科學(xué)的技術(shù)為光學(xué)視頻接觸角測量?jì)x，采用50倍左右的物鏡即可完成相應的測值。而測試接觸角科學(xué)的算法為MicroDrop法，真正符合液滴往外擴張的趨勢，測值可靠性也更高。