[发明专利]一种微滴边际动态接触角的测量方法

权利要求书

1.一种微滴边际动态接触角的测量方法，包括以下步骤：

S1、形成初始液滴体积：

通过压电陶瓷阀喷射进液系统，形成纳升级初始液滴量，通常初始液体量为100皮升；

S2、测试初始接触角值：

通过镜头与相机的成像系统，将液滴图像捕捉下来，并采用阿莎算法，分别计算该液滴的3D接触角值；

S3、以等体积或变体积边际增量液体体积在同一位置形成不同的体积，通过镜头与相机的实时图像捕捉后，采用阿莎算法分别计算不同体积条件下的3D接触角值；

S4、数据分析，其特征在于:在S4数据分析中，出现以下情况：

A1、当初始接触角值大于60度时，动态接触角中液滴轮廓动态变化曲线与大于60度真实接触角值具有纳米结构的被测试固体表面，由于材料本身的表面自由能导致的接触角值比较大，易形成一个额外的Young-Laplaced压力弧形，液体不易吸入到纳米或微米结构中，在液滴的底部存在空气，液滴轮廓下边缘与固体纳米结构的空气、液体、固体三相接触界面轮廓，表观接触角值大于真实接触角值；

A2、当初始接触角小于60度时，动态接触角中液滴轮廓动态变化和小于60度真实接触角值，具有纳米结构的被测试固体表面的关系与前述的条件完全改变，表观接触角值小于真实接触角值；

对以上A1、A2两种情况进行分别分析，通过分析边际微滴法动态接触角的变化情况来判断表观接触角值和真实接触角值；

当出现A1中的情况时，进行以下步骤：

1.1、当液滴体积边际增量没有达到纳米结构的两端面并由于结构的表面自由能的滞留力影响的条件下，接触角值保持一段稳定的小接触角值，此时的角度值液滴体积边际增量，使得液滴轮廓接触线刚好与纳米结构内侧相切，液滴体积边际增量，使得液滴轮廓接触线位于纳米结构的端面上，液体体积边际增量，使得液滴轮廓接触线位于纳米结构的外侧相切；

1.2、当液滴体积边际增量达到纳米结构的外侧两端面时，液滴的体积边际增量会导致接触角值不断变大，纳米结构外侧由于表面自由能的影响边际液滴体积增量的增加而接触角值不断增加，边际液滴轮廓最大增量形成最大接触角；

1.3、通过1.1、1.2分析边际微滴液体体积增量变化导致的接触角值的变化，取一段波动范围比较小的范围内的小接触角值作为真实接触角值；取最大的接触角值作为表观接触角值；通过分析表观接触角与真实接触角的偏差值，评估表面结构导致的接触角影响程度；

当出现A2中的情况时，进行以下步骤：

2.1、纳米结构中由于固体结构的表面自由能较高，吸入了液体，导致液滴体积边际增量过小,使得液滴完全被吸入纳米结构中；增加液体体积，液滴体积边际增量增加使得液滴在纳米结构中爬升时的液滴，但没有爬升至固体的表观表面；

2.2、通过边际微滴增量的改变，液滴的接触角值会不断的增加，形成液滴体积边际增量增加，使得液滴上表面凸出至纳米结构的最高位置，液滴体积边际增量，使得液滴轮廓由于固体材料的表面自由能限制所达到的最大接触角值，液滴体积边际增量，使得液滴在纳米结构的顶端移动，液滴体积边际增量，使得液滴在纳米结构的顶端接触角到纳米结构的两侧相切时的临界状态，此阶段的接触角值保持一段时间的高接触角值；

2.3、当达到液滴体积边际增量，使得液滴在纳米结构的顶端接触角到纳米结构的两侧相切时的临界状态，液体会吸入到两边的纳米结构中，进而角度值变小；

2.4、通过2.1、2.2、2.3分析边际微滴法动态接触角的变化情况，取最大接触角值作为真实接触角值，取小角度值作为表观接触角值；

S5、改变液滴边际微滴量，进行不同量程条件下的真实接触角与表观接触角的评估。

2.根据权利要求1所述的一种微滴边际动态接触角的测量方法，其特征在于：在S5中，通过微量进样器系统的微升级进液系统，形成边际微滴微升级的边际增量，评估由此导致的接触角变化情况，采用步骤1.3所述的取一段波动范围比较小的范围内的小接触角值来评估真实接触角取最大的接触角值来评估表观接触角值。

3.根据权利要求1所述的一种微滴边际动态接触角的测量方法，其特征在于：在S5中，通过微量进样器系统的微升级进液系统，形成边际微滴微升级的边际增量，评估由此导致的接触角变化情况，采用步骤2.4所述的取最大接触角值来评估真实接触角，取小角度值来评估表观接触角值情况。