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公司新聞

接觸角的影響要素分析

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  接觸角是描述液體與固體之間相互作用的一個(gè)重要參數(shù),它是指液體與固體交界面上的夾角。其大小取決于液體種類、固體表面性質(zhì)、溫度等因素,也能夠反映固體表面對液體的親疏程度。在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中,接觸角被廣泛應(yīng)用于液滴形態(tài)控制、表面潤濕、微流控等領(lǐng)域。
 
  一. 定義
 
  接觸角定義為液體與固體交界面上的夾角,接觸角可以分為三種類型:超疏水(接觸角>150°)、疏水(90°<接觸角<150°)和親水(接觸角<90°)。其中,接觸角越小,表示液體與固體表面的相互作用越好,即液體越容易與固體接觸并擴(kuò)展開來。

 
  二. 影響因素
 
  1.液體種類
 
  液體的物理化學(xué)性質(zhì)對接觸角有很大的影響。比如,表面張力、極性和粘度都會(huì)影響接觸角的大小。
 
  2.固體表面性質(zhì)
 
  固體表面的化學(xué)成分、形態(tài)結(jié)構(gòu)和表面能對接觸角有影響。表面能越小,液體在其上形成的接觸角越大。對于相同的液體,不同的固體表面可能會(huì)導(dǎo)致不同的接觸角,如圖2所示。
 
  3.溫度
 
  溫度對接觸角也有影響。通常來說,溫度升高,液體的表面張力降低,接觸角也會(huì)隨之減小。
 
  三. 應(yīng)用領(lǐng)域
 
  1.液滴形態(tài)控制
 
  利用不同材料的表面能,可以實(shí)現(xiàn)液滴在固體表面的定向移動(dòng)及形態(tài)變化。這種方法廣泛應(yīng)用于微流體、數(shù)字微流控、生物芯片等領(lǐng)域。
 
  2.表面潤濕
 
  接觸角可用于描述液體在固體表面的潤濕性,即液體與固體表面的親疏程度。通過表面處理技術(shù),可以改變固體表面的潤濕性質(zhì),實(shí)現(xiàn)超疏水、疏水和親水等不同特性。
 
  3.微流控
 
  微流控領(lǐng)域需要對小尺度的液滴行為進(jìn)行精確控制。通過調(diào)節(jié)表面能,可以實(shí)現(xiàn)液滴在微通道中的定向移動(dòng)、合并與分割等操作。
 

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