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一、概述
200年來(lái),，潤(rùn)濕現(xiàn)象作為科學(xué)研究引起了科研工作者很多關(guān)注,，特別是近年粉體科學(xué)，納米科學(xué)的發(fā)展,，為潤(rùn)濕現(xiàn)象的研究提供了更廣泛的學(xué)術(shù)氛圍,。1805年，楊（Thomas Young）提出了楊氏三角方程為我們研究潤(rùn)濕現(xiàn)象,，特別是固體材料的表面,、界面現(xiàn)象提供了為有用的科學(xué)工具。
但是,，作為潤(rùn)濕現(xiàn)象的一種研究方法,，接觸角的研究以來(lái)一直停留在某個(gè)階段。從儀器開(kāi)發(fā)商的角度而言,，上海梭倫科技基于服務(wù)國(guó)內(nèi)外接觸角儀應(yīng)用的客戶的經(jīng)驗(yàn),，提升我們的研究實(shí)力，現(xiàn)自主開(kāi)發(fā)了CAST3,。0版本的接觸角分析軟件,。作為軟件分析的者，上海梭倫科技在接觸角分析領(lǐng)域取得了舉足的,。
二,、接觸角分析技術(shù)所依據(jù)的成像硬件。
硬件的設(shè)計(jì)主要影響到接觸角分析過(guò)程的成像效果,。通常,，我們認(rèn)為，機(jī)械設(shè)計(jì)會(huì)影響到操作的簡(jiǎn)易性及二次污染程度,。比如,，是否由于手接觸角樣品而影響到接觸角的測(cè)值；操作儀器是否會(huì)人性化等,。更為關(guān)鍵的是光源控制和CCD與鏡頭的結(jié)合程度,。這些是影響到接觸角測(cè)值的關(guān)鍵因素,。但是，正是在這些基本的設(shè)計(jì)上,，國(guó)內(nèi)外的接觸角儀的設(shè)計(jì)就大相徑庭,。
三、接觸角分析技術(shù)的發(fā)展階段
接觸角分析技術(shù)指成像后對(duì)圖像進(jìn)行分析并測(cè)值接觸角值的技術(shù),。以來(lái),，接觸角分析技術(shù)一直沒(méi)有得到廣大用戶的重視。但是,，在接觸角儀主機(jī)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易性與成像效果解決的前提下,，接觸角分析技術(shù)恰是接觸角儀的核心，可以說(shuō),，接觸角分析技術(shù)是接觸角儀核心的核心,。
*階段：以小球冠假設(shè)為前提的接觸角分析技術(shù)。
1953年左右為開(kāi)始階段的接觸角分析技術(shù)通常均采用小球冠假設(shè)為前提的接觸角分析技術(shù),。這種技術(shù)國(guó)外稱為θ/2法,，國(guó)內(nèi)稱為量高法。其基本假設(shè)為,，液滴在固體表面呈現(xiàn)的是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球冠,，接觸角儀成像系統(tǒng)所得為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的弧形。此時(shí),，接觸角（切線與底邊的夾角）正好可以通過(guò)計(jì)算弧形的高度與寬度后取反三角函數(shù)取得,。
本項(xiàng)技術(shù)由于操作簡(jiǎn)便性而得到了廣大儀器廠商的廣泛采用。而作為儀器而言,，本階段的儀器在的通稱上應(yīng)該定義為角度分析儀,。
如果客戶現(xiàn)在選購(gòu)接觸角儀，可能還必須考慮一下采用的接觸角儀中是否含有本方法,。這主要是因?yàn)楹芏鄥⒖嘉墨I(xiàn)中事實(shí)上就是以本方法來(lái)測(cè)值并公布數(shù)據(jù)的,。
但是，這種方法的缺點(diǎn)是非常顯然的,。
*,、無(wú)法更好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)值。自動(dòng)化測(cè)值的關(guān)鍵技術(shù)在于敏感點(diǎn)的找得,。而敏感點(diǎn)因成像的不同而會(huì)有不同的呈現(xiàn),。作為儀器廠商，上海梭倫科技CAST2,。0解決了敏感點(diǎn)找得的90%的技術(shù)，已經(jīng)于世界,。在LCD,、薄膜,、玻璃等表面，CAST2,。0已經(jīng)解決了自動(dòng)測(cè)得接觸角難點(diǎn),。
第二、是否是球冠受重力影響,。液體量的大小不同受的重力不同,，直接影響到球冠的符合程度。事實(shí)上,，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)者均不會(huì)接受這個(gè)小球冠的假設(shè),。而我們認(rèn)為，如果考慮重復(fù)性,，建議客戶考慮幾次液滴的量的控制,，這樣至少可以理論上認(rèn)為幾次的成形是一致的。
第三,、像素多少直接影響到測(cè)值的精度,。通常國(guó)內(nèi)許多廠商采用低分辨率的成像系統(tǒng)，會(huì)直接影響到這個(gè)計(jì)算精度,。
作為量高法的一個(gè)變換,，上還有一種方法，角度分析法,。國(guó)內(nèi)稱為量角法,。這種方法是直接以一個(gè)十字形去靠液滴而得到角度。他們或同量高法或同角度分析,，但不會(huì)改變其本質(zhì),，即仍建立在小球冠假設(shè)的基礎(chǔ)。且這種方法誤差較大,，只能是原始的角度儀的代稱,。
第二階段：簡(jiǎn)單擬合曲線的接觸角分析技術(shù)
本階段的特點(diǎn)正突出在認(rèn)識(shí)到了小球冠假設(shè)有失效性，試圖通過(guò)擬合曲線來(lái)分析接觸角值,。德國(guó)和日本均采用過(guò)本技術(shù),，包括：（1）切線法；（2）大圓符合法,。
切線法的理念在于用一個(gè)橢圓方程或一個(gè)三項(xiàng)式方程去擬合液滴在固體表面形成的圖像輪廓,，來(lái)計(jì)算接觸角值。而大圓符合法的理念是認(rèn)為小球冠假設(shè)中形成的圖像不是正弧形,，該方法就會(huì)以一個(gè)大的圓去擬合曲線,，然后計(jì)算接觸角值。
顯然,，作為分析技術(shù),，這些方法是對(duì)于小球冠分析法的一個(gè)簡(jiǎn)單的被充,，但是這些方法的發(fā)展思路為解決接觸角分析提供基礎(chǔ)。
上海梭倫科技CAST2.0接觸角分析系統(tǒng)提供了大圓符合法這項(xiàng)技術(shù),，以解決用戶測(cè)值的部分困難,。
第三階段：Young-Laplace曲線擬合法接觸角分析技術(shù)
1991年左右開(kāi)始，國(guó)外發(fā)展了本方法?，F(xiàn)有的國(guó)外接觸角儀通常均采用這個(gè)方法,。這種方法是為復(fù)雜的一個(gè)方法，但是也是化的一個(gè)方法,。其前提必須是建立在Young－laplace方程的基礎(chǔ)上對(duì)接觸角進(jìn)行分析,。由于這種方法要分析整個(gè)液滴曲線，所以會(huì)受到液滴因重力變化而導(dǎo)致的曲線變化的影響,。但本方法具有全自動(dòng)計(jì)算接觸角值的特殊優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用,。
本方法的缺點(diǎn)在于：
（1）嚴(yán)格的理論假設(shè)：本方法建立在理想化的公式的基礎(chǔ)上，而如果事際測(cè)得圖像有所變化,，會(huì)明顯影響到測(cè)值的性,。
（2）只能測(cè)試30度以上的接觸角值
（3）嚴(yán)格的對(duì)稱圖像假設(shè)。本理論是建立有嚴(yán)格的對(duì)稱圖像的假設(shè)的基礎(chǔ)上的,。若左右接觸角有所變化,，則測(cè)值會(huì)有所影響。
（4）受液體表面張力的影響,。由于液體表面張力值會(huì)參與到計(jì)算中,，所以，實(shí)際液體的表面張力值與參與計(jì)算的液體的表面張力值是否相同將會(huì)嚴(yán)重影響到后的測(cè)值性,。
第四階段：復(fù)雜的圖像擬合技術(shù)與液滴輪廓分析技術(shù)
本項(xiàng)技術(shù)為2006年研研究技術(shù),。本項(xiàng)接觸角分析技術(shù)包括兩個(gè)部分：
1、圖像擬合技術(shù)：采用曲線尺的方法擬合液滴曲線,；
2,、基于液體輪廓和固液表面自由能體系，構(gòu)建輪廓分析技術(shù),。
上海梭倫科技在接觸角分析技術(shù)上取得了突破性發(fā)展,。我們不依據(jù)任何理論假設(shè)，基于實(shí)際圖像成像,，采用曲線尺擬合的方法分析接觸角值,。在本方法中，我們把曲線定義為一個(gè)不均均的多花鍵組成的曲線尺,，建立在圖像分析中立體花鍵的分析的基礎(chǔ)上,，結(jié)合曲線的彈性（像素離形性）以及內(nèi)聚力（固液體系分子內(nèi)聚力），分析接觸角值,。
采用本方法,，我們真正實(shí)現(xiàn)了分析各種形狀的接觸角值,，包括前進(jìn),、后退角,，不規(guī)則圖像的接觸角等。測(cè)值范圍護(hù)大到4-180度,，精度可真正達(dá)到0.02度,。
您可以采購(gòu)CAST3.0接觸角分析軟件，享受上海梭倫科技為您提供的接觸角分析技術(shù),。
四,、現(xiàn)有接觸角儀應(yīng)用的接觸角分析技術(shù)分析
基于我們的分析，結(jié)合現(xiàn)有接觸角分析技術(shù),，我們認(rèn)為國(guó)內(nèi)外的接觸角儀所應(yīng)用的分析技術(shù)基本可以總結(jié)如下：
1,、簡(jiǎn)單的角度分析儀階段：主要指國(guó)內(nèi)的接觸角儀，如上海中晨和承德,、北京哈科等,。他們的分析方法只是簡(jiǎn)單的角度分析，全基本無(wú)法實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)接觸角計(jì)算,。
2,、標(biāo)準(zhǔn)接觸角儀階段：國(guó)外的接觸角儀包括德國(guó)、美國(guó)FTA,、韓國(guó)SEO的儀等均是采用第三階段的接觸角分析技術(shù)和第二階段的接觸角分析技術(shù),。國(guó)內(nèi)CAST2.0是第二階段的接觸角儀。
3,、接觸角儀階段：上海梭倫*提供曲線尺與液滴外形輪廓分析技術(shù),，提升了接觸角分析的精度與準(zhǔn)度。
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