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接觸角水滴角的定義及解析

發表時間:2023-08-23  |  點擊率:48

當液滴自由地處于不受力場影響的空間時,由于界面張力的存在而呈圓球狀。但是當液滴與固體平面接觸時,其最終形狀取決于液滴內部的內聚力和液滴與固體間的粘附力的相對大小。當一液滴置于固體平面上時,液滴能自動地在固體表面鋪展開來,或與固體表面成一定的角度而存在,我們稱之為接觸角Contact Angle),即在一固體水平平面上滴一液滴,固體表面上的固—液—氣三相交界點處,其氣—液界面和固—液界面兩切線把液相夾在其中所成的角,也稱浸潤角或潤濕角(Wetting Angle)。用符號θ表示,單位度(°)。

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 一液滴在水平固體表面上,當固—液—氣三相達到熱力學平衡時,形成的接觸角與各界面張力之間符合楊氏方程Young's Equation)式:
                    γLG·cosθ=γSGSL          (1)
(1)式中γLG、γSG、γSL分別為液—氣、固—氣和固—液的界面張力,θ為液體與固體間的界面和液體表面的切線所夾(包含液體)的角度,即接觸角。θ范圍在0~180°之間,是反應液體與固體潤濕性關系的重要尺度:
A. 當θ=0°,時為鋪展(全潤濕)
B. 當θ<90°時為潤濕(親水)
C. 當θ=90°時為潤濕與否的分界標準
D. 當θ>90°時為不潤濕(疏水)

E. 當θ=180°時為全不潤濕(是不可能的理想狀態,因液體與固體間的相互吸引力總會存在)

親疏水性圖片.jpg



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