Blog-超疏水表面的润湿性-接触角、摩擦和粘附

在观察了荷叶的超疏水性和自清洁效果后，非润湿性表面引起了科学界的广泛关注。基于荷叶的微观结构，人工超疏水表面已经在世界各地取得了很大的研究进展。这些超疏水表面的材料很快有了实际的应用，如自清洁、防雾和防冰材料以及作为纺织品的涂层等。随着人们对超疏水性及其潜在应用的认识逐渐加深，对其疏水性程度的测量方法也有了更多需求。

传统方法-接触角的测量表征超疏水表面

根据定义，超疏水表面的接触角要大于150°且接触角滞后要低。因此测定前进角和后退角是最常规的测量办法。对于超疏水表面来说前进角和后退角测量的首选方法是通过缓慢增加或减少液滴体积的方法。除了前进角和后退角，滑动角和滚动角的测量也与接触角滞后有关。虽然上述接触角测量方法已十分成熟，但对超疏水表面润湿性的高精度测量还不够灵敏。

自由衰变和共振测量方法

超疏水表面的一种电位表征方法是振荡磁滴法。在这种方法中，将含有磁性氧化铁纳米颗粒的水滴放置在被测表面，并在磁铁的帮助下振荡。当振荡停止时，液滴剩余的动能和势能通过自由衰减振荡而耗散。从振荡数据中可以提取出与表面滑动有关的摩擦力。简而言之，摩擦力越小，液滴越容易从超疏水表面滑出。该方法不仅可以研究超疏水表面的均匀性，而且为表面测定提供了一种有效的方法。

扫描液滴粘附显微镜

最新发展的超疏水表面表征方法被称为扫描液滴粘附显微镜。该仪器由一个垂直安装的力传感器和滴液探头（如水）和一个多轴样品台组成。样品被提升到与探针液体接触的地方，并测量一个咬合力。然后将工作台放低，并测量拉力。压力和拉力分别与前进角和后退角有关。在多轴采样阶段的帮助下，可以绘制大面积的图像。该系统的灵敏度可以在先前认为均匀的表面上看到很小的不均匀性差异。