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前進角和后退角哪個能更準確表征材料的潤濕性?
發布時間：2023-10-16 點擊次數：1046
當談論到接觸角，通常指的是液滴滴到樣品表面形成的角度，該角度叫做靜態接觸角。靜態從某種意義上是我們在基線穩定時觀察液滴。但為什么液滴會形成這種形狀呢？這是在表面上形成可能的接觸角還是也會有其他的角度呢？哪一個能更準確表征材料的潤濕性呢？
為什么在所有表面會有多個穩定接觸角？關于靜態接觸角的有效性一直存在著長期爭論。研究表明，大多數表面不只有一個穩定接觸角，大多數情況下會有一定范圍內的接觸角值。樣品表面上最大接觸角為前進角，最小接觸角為后退角。前進角和后退角的差值為接觸角滯后。
人們普遍認為，幾乎所有真實表面都存在接觸角滯后現象。接觸角滯后是由于材料表面化學異質性導致的。理想表面不存在接觸角滯后。理想表面是化學均一的、堅固的、在原子尺度上是平整的，并且不會與測量所用液體發生反應。實際上研究表明納米級的粗糙度就會導致接觸角滯后。此外，小到6-12nm的化學異質性仍然會導致接觸角滯后。
結合上述觀點，可以肯定的說理想表面幾乎不存在，并且由表面粗糙度和化學異質性引起的接觸角滯后總是存在的。從某種角度來說靜態接觸角是無意義的，因此測量前進角和后退角才能獲得材料真實的表面潤濕性。
前進角對疏水性污染物更為敏感：
前進角是測量液體潤濕干燥表面時的角度，通常使用針法將水逐漸滴加在表面來實現的。當接觸線開始移動時就可以測量前進角。前進角對固體表面的疏水成分更為敏感。當評價親水表面的清潔度時會使用前進角，因為大多數污染物是有機物，因此是疏水的。測得的前進角跟滴加液體與表面的吸引或排斥的趨勢密切相關。
后退角與固液間的粘附力有關：
后退角是當液體被撤回時測得的接觸角。后退角對固體表面的親水成分更為敏感。研究表明后退角與固液之間的粘附力密切相關。
前進角和后退角大多是用水測量的，有些研究也使用完全色散的液體測量如十六烷或二碘甲烷。用水和色散液體測得的前進角和后退角會給出表面潤濕特性的全部信息。保證測量準確的前提下，前進角和后退角的數值與表面自由能的趨勢是符合的。
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