材料表面的润湿性与动态接触角测量

  广义的润湿是指表面上一种流体被另一种流体取代的过程。在通常情况下润湿是指在固体表面上空气被水或其他液体取代的过程。为了评价材料表面的润湿性，我们可以采用测量液体在固体材料表面上接触角的方法。在材料表面上附着的液滴会呈现出一定形状，这个形状取决于固体-液体-气体各界面之间的张力平衡。

  就接触角的数值而言，接触角越小说明固体表面越容易被液体润湿，接触角越大说明固体表面越难被液体润湿。对于理想的固体表面，当液滴在表面达到力学平衡后，只有一个符合Young方程的接触角值。然而，实际上材料表面都是非理想的，材料表面会有一定的粗糙度，材料表面的化学性质不均一甚至被污染，所以必然会出现接触角滞后的现象。

  所谓接触角滞后就是指液滴在润湿材料表面的过程中，所呈现出的接触角不断变化的现象。在真实条件下测量出的接触角值总是在处于最大前进角和最小后退角之间的一个数值。由于以上提到的原因，我们知道接触角的测量结果是和液滴形成的过程直接相关的，液滴形状大小的变化和三相接触线的运动会直接反应到前进角和后退角的测量结果上。在某些材料表面上测量前进角和后退角的差值甚至达到90°以上。

  测量动态接触角能够定量的描述接触角滞后的现象，为液体在实际材料表面上的润湿研究提供了有力的方法。在接触角测量的专业领域，大家普遍认为单纯测量静态接触角不足以表征材料表面的润湿特性，只有通过测量包括前进接触角和后退接触角值在内的动态接触角才能为表征待测体系的润湿特性提供更完整的信息。测量实际材料表面上的接触角也比估算理想表面上的接触角更有意义。