Un mesureur d'angle de contact vraiment intelligent avec un système de mesure d'angle de goutte d'eau: truedrop ®/ RealDrop ® Intégration multifonctionnelle de la plate - forme dans l'étude de la mouillabilité de surface

Résumé

Le mesureur d'angle de contact et le mesureur d'angle de goutte d'eau sont largement utilisés dans l'étude de la mouillabilité des matériaux, des propriétés physiques des interfaces, de l'évaluation de la propreté et des effets de modification de surface. Truedrop pour Kino scientific instruments ® Avec realdrop ® Série, sur la base des méthodes traditionnelles d'essai d'angle de contact et de tension de surface, fusionnant les fonctions de mesure optique, de mesure mécanique et d'analyse structurelle tridimensionnelle pour former une plate - forme multifonctionnelle intégrée. Cet article décrit les principes de base, la composition fonctionnelle, la classification des modèles et leurs stratégies d'application dans la détection de la propreté des liquides, l'identification de la contamination des surfaces solides et l'analyse des interfaces complexes de cette série de compteurs d'angle de goutte d'eau. En combinant le principe de la première sexualité, la méthode de mesure mécanique et l'algorithme d'analyse d'image, TrueDrop ®/ RealDrop ® Le système de mesure de l'angle de contact fournit un outil plus complet de caractérisation quantitative de la mouillabilité pour les domaines de la recherche et de l'ingénierie.

I. base technique et tendances du développement de la mesure d'angle de contact et de la mesure d'angle de goutte d'eau

1.1 signification scientifique de la mesure de l'angle de contact

L'angle de contact reflète l'interaction interfaciale entre le liquide et le solide et est un indicateur important pour juger du comportement de mouillage, de l'état de l'énergie interfaciale et de l'effet du traitement de surface. Dans les domaines de la caractérisation des matériaux, du développement de revêtements de surface, de la conception de systèmes microfluidiques, des interfaces Biomatériaux, etc., la mesure de l'angle de contact est devenue une méthode d'analyse normalisée et largement utilisée.

1.2 tendances évolutives des instruments de mesure de l'angle de goutte d'eau

Le mesureur d'angle de goutte d'eau traditionnel est dominé par la méthode optique de session drop, bien que la structure soit simple et intuitive, mais il y a des lacunes dans l'identification de la pollution, l'analyse de surface complexe, etc. Au cours des dernières années, des plates - formes de mesure d'angle de goutte d'eau multifonctionnelles telles que le traitement d'image optique intégré, les tests mécaniques de tension de surface, la reconstruction tridimensionnelle et d'autres ont progressivement émergé pour répondre aux besoins diversifiés des tests d'interface de table de matériaux modernes.

Deux, TrueDrop ®/ RealDrop ® Structure et principe des systèmes de mesure d'angle de contact

2.1 angle de contact optique et module de mesure de tension interfaciale

Extraction du contour des gouttelettes avec caméra haute résolution et algorithme de reconnaissance d'image via adsa ® La technologie (Advanced Dynamic and Static Analysis) permet la modélisation différentielle de l'équation de Young - Laplace pour calculer l'angle de contact et la tension interfaciale. La méthode est basée sur la modélisation physique théorique et s'applique aux gouttelettes à divers coefficients de Bond, dépassant les limites de l'algorithme traditionnel qui ne s'applique qu'à la gamme 0,4 - 0,75.

2.2 module mécanique de mesure de tension de surface

Basé sur le principe de la méthode des plaques de wilhelmy, la tension superficielle du liquide est calculée avec précision en enregistrant la flottabilité par rapport à l'adhérence. Le module peut être utilisé pour identifier les changements de tension de surface dus à l'influence de résidus organiques, de tensioactifs ou de liquides de nettoyage, pour juger de la propreté des surfaces liquides ou solides et améliorer la précision et l'interprétabilité des mesures.

2.3 vue de dessus et module d'analyse structurelle tridimensionnelle

Grâce à un système d'imagerie par le haut et à la technologie de modélisation 3D, des informations topologiques complètes sur la zone de contact de la goutte peuvent être obtenues et une analyse de la distribution angulaire de contact directionnelle peut être réalisée, adaptée à l'étude de la mouillabilité de toutes sortes de surfaces fonctionnalisées et de matériaux microstructurés.

Iii. Fonction d'analyse de la propreté: évaluation intégrée des liquides et des solides

3.1 propreté des liquides: la méthode des gouttes suspendues détecte la contamination de la qualité de l'eau

En utilisant la méthode des gouttes suspendues avec l'équation de Young - Laplace, le système détecte les changements réels de tension interfaciale des échantillons d'eau, identifiant les écarts de performance physique dus à la pollution. Par rapport aux méthodes traditionnelles où la tension de l'eau par défaut est inchangée, TrueDrop ®/ RealDrop ® Le système de mesure évite efficacement les inexactitudes de mesure de l'angle de contact dues à des erreurs de contamination.

3.2 propreté des solides: inversion de l'état de surface par la tension des gouttelettes d'eau

Pour les surfaces solides où il peut y avoir des résidus de graisse, de détergent ou de produits chimiques, la méthode de la plaque de platine peut juger de l'état de surface par le changement de tension de surface formé par les gouttelettes d'eau, fournir un support de données objectif pour la vérification de l'effet de nettoyage et Le contrôle de la qualité, en particulier pour les résidus après traitement ne peut pas être analysé avec des échantillons photoscientifiquement identifiables.

Stratégie de mesure multidimensionnelle face aux structures complexes et aux surfaces fonctionnelles

4.1 imagerie en vue de dessus et cartographie de l'angle de contact directionnel

Générez des cartes de distribution d'angle de contact directionnel par imagerie par le haut et algorithme d'image pour évaluer l'impact de la structure de surface ou des inhomogénéités chimiques sur le comportement de mouillage, applicable à la conception de Microstructures, le test d'uniformité de revêtement et la caractérisation fonctionnelle locale.

4.2 analyse couplée de la topographie tridimensionnelle et de l'angle de contact

Le mesureur d'angle de contact modèle C60 combine la lumière structurale ou la technologie confocale pour acquérir la Microtopographie de l'échantillon et l'analyse de liaison avec le profil de la goutte, comme la reconnaissance d'état Cassie - Baxter et Wenzel, avec une valeur d'application importante pour l'analyse de structures hyperhydrophobes, hyperhydrophiles ou régulatrices interfaciales.

Cinq, TrueDrop ®/ RealDrop ® Comparaison des modèles de série et adaptation aux applications

Vi. Résumé et perspectives

Le mesureur d'angle de contact et le mesureur d'angle de goutte d'eau, en tant qu'outils importants pour l'analyse de surface des matériaux, évoluent en permanence vers une intégration polyvalente et une haute précision. TrueDrop ®/ RealDrop ® Le système offre une voie de quantification plus complète et plus fine du comportement de mouillage complexe en fusionnant l'imagerie optique, les mesures mécaniques et l'analyse topographique.
Avec la diversification des scénarios d'application des matériaux, le potentiel d'application futur du système dans des domaines de pointe tels que la microfluidique, les interfaces biologiques, les surfaces intelligentes, etc. mérite d'être exploré davantage, et la plate - forme de mesure associée sera également optimisée en permanence dans la direction de la modularité et de l'intelligence.