傳統(tǒng)接觸角測量儀基于側(cè)視法（Side-View Method）測量接觸角，如果接觸角低于 15°，測量難度將隨著接觸角角度的減小而急劇升高，準(zhǔn)確性和可靠性下降。當(dāng)接觸角低于約 5°時，幾乎很難再得到有意義的結(jié)果。這是因為當(dāng)接觸角下降到這一范圍時，液滴的側(cè)面圖像嚴(yán)重受到側(cè)面光照和樣品反光的影響，采用傳統(tǒng)側(cè)視成像的方式很難再獲得準(zhǔn)確的液滴邊緣輪廓，這會直接影響接觸角的擬合計算。

LAUDA Scientific MOB系列俯視法接觸角測量儀是通過從液滴正上方觀測在固體表面上的液滴形狀來測量液滴的接觸角，即俯視法（Top-View Method）測量接觸角。

下圖是使用側(cè)視法和俯視法對同一液滴同時拍照得到的照片。顯然在接觸角 5°左右時側(cè)視法的照片液滴輪廓已經(jīng)模糊，軟件無法自動準(zhǔn)確的計算出液滴的邊界，而俯視法液滴的三相接觸線輪廓清晰可見。

俯視法接觸角測量儀測量范圍廣，尤其是接觸角值極小時依然能夠得到準(zhǔn)確可靠的測量結(jié)果。在此類應(yīng)用中俯視法和傳統(tǒng)側(cè)視法相比，有著明顯的優(yōu)勢，是測量超親水材料接觸角的優(yōu)選方法。MOB系列俯視法接觸角測量儀具有如下特點：

- 基于從上方對座滴的觀測，即俯視法（Top-View method）；

- 適用于可以從上方成像/觀測到的、在固體表面上形成的液滴，無論該液滴位于孔洞底部還是被不透明的物體包圍/阻擋；

- 適用于低至0度的超低接觸角；

- 適用于Z大約為165度的接觸角；

- 自動定位密集測量的理想方法：液滴可以被緊密的滴定到目標(biāo)位置，并輕松完成；

- 測量大尺寸（可以無限大）樣品的優(yōu)選方法。

問題：MOB系列俯視法光學(xué)接觸角測量儀可用來研究哪些體系？

答案：由固體/液體/氣體或固體/液體/液體組成的體系。 對于固/液/氣體系，測量液滴或氣泡在固體表面上的常規(guī)接觸角；對于固/液/液體系，研究同時浸入在另一相液體中的，液滴在固體上的接觸角。

問題：MOB系列俯視法光學(xué)接觸角測量儀可以用于研究動態(tài)接觸角嗎？

答案：是的，也可以使用俯視法測量基于增加/減小液滴體積的動態(tài)接觸角（前進(jìn)角/后退角）。

       下圖顯示了這樣的測量結(jié)果：藍(lán)色曲線是接觸角與注射體積（即滴液體積）的關(guān)系，粉色曲線顯示了液滴體積與接觸直徑的相應(yīng)變化。可以根據(jù)CD的變化清楚地確定前進(jìn)和后退接觸角。

問題：俯視法可以用傳統(tǒng)法驗證嗎？

答案：JD沒問題，即同時從上方（俯視）和側(cè)面（側(cè)視）測量相同的液滴，如下圖所示：

俯視為76.6°，側(cè)視為77.8°。 這個一致性是JJ的，因為它們基于相同的數(shù)學(xué)模型。

問題：俯視法可以用于測量不規(guī)則邊界的液滴嗎？

答案：當(dāng)然可以，對于不規(guī)則邊界的液滴，用俯視法測量更有優(yōu)勢。

問題：俯視法需要用多大的液滴測量？

答案：它取決于接觸角的范圍以及要測量的樣品表面面積。   

通常，使用1-10μl體積的液滴進(jìn)行測量：接觸角越大，液滴尺寸應(yīng)該越大。 對于大約60度以下的接觸角，1-3μl是一個不錯的選擇，而對于90度以上的接觸角，5-10μl是較好的選擇。 對于大于130度的接觸角，可以使用10-20μl。

問題：全自動定位密集測量時液滴位置可以多近？

答案：可以任意接近，只要它們不彼此接觸即可。

( 本文內(nèi)容得到授權(quán)所有者的授權(quán)許可)。

問題：MOB俯視法光學(xué)接觸角測量儀可以用來測量曲面嗎？

答案：是的，它既可以用于凹面也可以用于凸面測量。 曲率校正在計算接觸角時由軟件自動完成。

問題：為什么會得到完全錯誤或不合理的測量值？

答案：如果您獲得完全錯誤的接觸角值，或者無法執(zhí)行計算，請首先考慮以下幾點：

a）擬合的液滴輪廓與液滴的接觸表面重合嗎？

b）放大倍率是否正確？

c）是否正確地輸入了液滴的體積數(shù)值？

d）如果儀器已經(jīng)很長時間沒有使用，或者重新為注射器加液（注意：去除氣泡），則不應(yīng)該使用DY個液滴，因為其體積可能會由于注射針頭和管路中液體的揮發(fā)而不準(zhǔn)確。

e）進(jìn)一步檢查是否輸入了正確的參數(shù)值，例如所用液體的密度和表面張力。

問題：俯視法測量的精度如何？

答案：俯視法的精度與接觸角范圍相關(guān)。

          精度： 0.1-0.2°（0°＜θ＜90°）； 0.3-1°（90°＜θ＜160°）

問題：MOB系列俯視法光學(xué)接觸角測量儀有哪些可選配置？

答案：MOB功能強大，配置靈活，可以單獨用于各種應(yīng)用。

MOB - M：作為手持移動設(shè)備；

MOB - D：懸掛在臺式機框架上作為臺式接觸角測量儀，這特別適用于小尺寸樣品，測量可以完全自動化；

MOB - C：與傳統(tǒng)的側(cè)視法相結(jié)合，以建立一個雙視接觸角測量儀，該設(shè)備可同時從側(cè)面和從上方研究接觸角和動態(tài)潤濕過程；

MOB - L：安裝在帶有集成自動加液單元的機械手臂定位系統(tǒng)上，將測量裝備懸掛在樣品表面上方，來全自動測量樣品表面上任意位置的接觸角/表面自由能（SFE）；

MOB – P：集成到在線控制系統(tǒng)中，作為質(zhì)量控制或監(jiān)控系統(tǒng)的一部分。

* 所有模塊都可以配置多個加液單元，以便在一次測試后即可計算SFE值。

問題：與MOB-C結(jié)合使用對哪些應(yīng)用領(lǐng)域有意義？

答案：標(biāo)準(zhǔn)的LSA設(shè)備與MOB-C擴展模塊結(jié)合使用時，是一種用途極為廣泛的測量系統(tǒng)，它不僅結(jié)合了側(cè)視法和俯視法測量方法的所有優(yōu)點，而且還提供了獨特的研究方法在同一時間從不同角度研究一個液滴。 該系統(tǒng)可以作為以下多個版本使用。 

· 作為基于側(cè)視法的傳統(tǒng)接觸角測量儀；

· 作為一種基于俯視法的新型接觸角測量儀；

· 作為一種獨特的測量儀器，它可以用側(cè)視法和俯視法同時分析同一個液滴（座滴）

問題：Lauda Scientific還有其它哪些方法可用于接觸角測量？

答案：除俯視法外，還有以下方法可用于測量接觸角/潤濕性：

· 作為基于側(cè)視法的傳統(tǒng)接觸角測量儀；

· 基于座滴的側(cè)視法

· 用于纖維、圓棒和片狀樣品的液橋法（LBM）；

· 用于單一纖維的單絲法（DoF）；

· 用于粉末/多孔樣品（POM）的Washburn方法；

· 力學(xué)天平法（改良的Wilhelmy Plate法）。

( 本文內(nèi)容得到授權(quán)所有者的授權(quán)許可)。 

        光學(xué)接觸角測量儀的俯視法與側(cè)視法相比，明顯的區(qū)別之一是了解液滴的體積和光學(xué)系統(tǒng)的放大倍率。

        對于側(cè)視法，液滴體積和放大倍率都不影響測定接觸角。僅當(dāng)測量除接觸角外，與實際幾何尺寸變化相關(guān)的參數(shù)（如：液體寬度、高度、接觸直徑）時，才需要確定放大倍率。在大多數(shù)情況下，接觸角的值可以視為與液滴體積無關(guān)。

        但是，對于俯視法，液滴體積是計算中的關(guān)鍵參數(shù)之一。 另一個重要的參數(shù)是液滴直徑，無論是CD(液滴的接觸直徑)或MD(液滴的ZD直徑)，必須被盡可能精確地測量，因此必須知道放大倍率。

        這兩種方法之間的另一個顯著區(qū)別是測量精度與接觸角數(shù)值范圍的趨勢相關(guān)性。側(cè)視法測量低于15°的扁平座滴接觸角，隨著接觸角的進(jìn)一步減小，測量變得越來越困難，因為很難在側(cè)視液滴圖像的輪廓邊界處獲取精確的坐標(biāo)點。 另一方面，俯視法從上方觀察液滴在基板表面上的接觸區(qū)域（或邊界），并且當(dāng)接觸角減小時，收縮的高度不會對其產(chǎn)生任何影響。 因此，隨著接觸角值的減小，俯視法在可行性、準(zhǔn)確性和可靠性方面勝過其側(cè)視法對手。然而，在接觸角> 90°的范圍內(nèi)，俯視法只能觀測MD（液滴的ZD直徑）而不是CD（液滴的接觸直徑）。MD受接觸角的影響比CD受接觸角的影響小得多，因此該方法的靈敏度隨接觸角的增加而降低，這影響了計算接觸角結(jié)果的分辨率。 因此，在用接觸角測量儀測量接觸角時，隨著接觸角的增加，俯視法的準(zhǔn)確性下降。 因此，在接觸角90- 160°的范圍內(nèi)，側(cè)視法優(yōu)于俯視法，而當(dāng)接觸角大于165°時，僅應(yīng)該選用側(cè)視法。

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        俯視法接觸角測量儀LSA MOB-X是LSA系列光學(xué)接觸角測量儀中的獨特成員，它基于俯視法（Top-View method）來測量液體和固體表面形成的接觸角，俯視法是通過從正上方觀測在固體表面形成的液滴的形狀來獲得液滴的接觸角以及與液/固-潤濕現(xiàn)象相關(guān)的參數(shù)。正是這種獨特的方法賦予了LSA MOB-X許多獨特、顯著的功能和性能：

• 適用于測量低至0°的超低接觸角

• 能夠有效地測量表面不均勻或粗糙樣品的接觸角，更真實地表征樣品的潤濕性

• 能夠測量凹曲面或凸起處的接觸角

• 適用于大面積樣品表面的接觸角測量

• 可以同時測量和表征液體在多孔材料表面的滲透/吸收和擴展過程

  
  

        LSA MOB-X適用于幾乎所有屬性的表面，適用于整個接觸角值范圍，可采用各種體積尺寸的液滴和不同的測量液體，并且擁有極高的自動化程度。

        LSA MOB-X的另一特點是它的多變性，對于不同的應(yīng)用領(lǐng)域可以以不同的面目出現(xiàn)，它功能強大，配置靈活，可以一機多用。

• LSA MOB-M：手持移動式接觸角測量儀；

• LSA MOB-C：與傳統(tǒng)的側(cè)視法相結(jié)合，建立一個雙視接觸角測量儀，實現(xiàn)對同一個液滴同時從側(cè)面和上方研究接觸角和動態(tài)潤濕的過程；

• LSA MOB-P：集成到在線測量系統(tǒng)中，成為在線質(zhì)量控制或監(jiān)控系統(tǒng)的一部分。

* 所有模塊都可以配置多個加液單元，以便在一次測試后即可計算SFE值。

LSA MOB-X的特征和優(yōu)勢：

• 基于俯視法（Top-View method）；

• 適合于軸對稱和不規(guī)則液滴的測量；

• 可以準(zhǔn)確、可靠地測量低至0°的接觸角；

• 不受樣品尺寸、形貌限制；

• 既可放在樣品表面上測量，也可與樣品保持25mm實施無損傷測量；

• 可采用任意體積的液滴和不同（密度和表面張力）的液體進(jìn)行測量；

• 可靈活地應(yīng)用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域；

• 測量軟件：操作簡易，性能杰出。

LSA MOB-X的應(yīng)用：

• 固體表面接觸角的測量；

• 固體表面表面能的測量和評估；

• 表面潔凈度或表面經(jīng)過處理的效果評估；

• 樣品表面的親水/疏水性評估；

• 現(xiàn)場（on-site）測量；

• 液體在固體表面的鋪展/滲透、可印刷性、粘附性測量分析；

• 凹曲面的接觸角或潤濕性測量、評估；

• 大面積樣品的接觸角測量；

• 在線全自動測量/質(zhì)量監(jiān)視和控制。

LSA MOB-X的主要技術(shù)參數(shù)：

接觸角測量范圍：0---180°

接觸角測量精度：±0.1°(0---90°)；±0.5°(90---180°軸對稱液滴)

樣品尺寸：不受限制

作為一款基于俯視法的手持便攜式接觸角測量儀，LSA MOB-M引入了集成的精密手動加液系統(tǒng)MDU模塊。

MDU模塊配置有精密的玻璃注射器和高精度的數(shù)顯微分驅(qū)動頭，以及方便地將液滴轉(zhuǎn)移到樣品表面的機械裝置；加液精度高達(dá)0.004μl，準(zhǔn)確度±0.01μl。模塊不但在機械結(jié)構(gòu)上被精密地集成到LSA MOB-M接觸角測量儀上，也得到所帶的軟件Surface.Meter elements的充分支持，包括通過觸發(fā)來自動啟動錄像。不但使得現(xiàn)場測量更為方便、準(zhǔn)確，而且可被用來研究和測量液體在一些多孔性表面上的快速擴展、滲透和吸收過程，為表征這些迄今難以測量的固體表面提供了一嶄新的手段（見下圖）。

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        在很多應(yīng)用領(lǐng)域會涉及到測量超親水材料的接觸角。比如液晶屏和太陽能電池板的清洗工序。清洗后有機污染物去除的越徹底，材料表面越清潔則接觸角數(shù)值越小。工藝上往往要求水滴的接觸角小于10°甚至更低。

        利用傳統(tǒng)的側(cè)視法接觸角測量儀測量接觸角，如果接觸角低于15°，測量難度隨著接觸角角度的減小而急劇升高，準(zhǔn)確性和可靠性下降；當(dāng)接觸角低于約5°時，幾乎很難再得到有意義的結(jié)果。對于測量極低接觸角，俯視測量法是一種非?？煽康臏y量方法。俯視測量法是通過從液滴正上方觀測在固體表面上的液滴形狀來獲得液滴接觸角的測量方法。

        側(cè)視法和俯視法對同一液滴同時拍照得到的圖片如下圖所示，接觸角5°左右時側(cè)視法的液滴輪廓已經(jīng)模糊，軟件無法自動準(zhǔn)確地計算出液滴的邊界，而俯視法液滴的三相接觸線輪廓清晰可見。

        俯視法接觸角測量儀測量范圍廣，尤其是接觸角值極小時依然能夠得到準(zhǔn)確可靠的測量結(jié)果。在此類應(yīng)用中俯視法和傳統(tǒng)側(cè)視法相比，有著明顯的優(yōu)勢，是測量超親水材料接觸角的JJ選擇。

臨界膠束濃度(CMC)是用于測量和表征表面活性劑的重要參數(shù)，必須通過實驗來確定。 傳統(tǒng)上采用 DuNoüy 環(huán)法或 Wilhelmy 片法來確定表界面張力，然后基于表面界面張力來測量CMC。但無論是 DuNoüy環(huán)法或還是Wilhelmy 片法都不適合于測量含有表面活性劑的溶液。

LAUDA Scientific接觸角測量儀發(fā)現(xiàn)了測量CMC的新方法，即采用光學(xué)懸滴分析法測量臨界膠束濃度(CMC)，LAUDA接觸角測量儀能夠配備CMC擴展模塊，實現(xiàn)光學(xué)懸滴法CMC全自動測量。與傳統(tǒng)的基于力學(xué)天平法測量 CMC 相比，LAUDA接觸角測量儀提供了完美的全新測量方法和全自動測量設(shè)備，功能強大，操作簡單，可應(yīng)用于科學(xué)研究、產(chǎn)品開發(fā)和工業(yè)生產(chǎn)。 

與傳統(tǒng)測量方法相比，光學(xué)懸滴分析法在準(zhǔn)確性、可靠性、方便性和對包含各種表面活 性劑的溶液的適用性，以及自動化程度方面，都具有明顯的優(yōu)勢:

1) 較高的絕對和相對精度

2) 非常廣泛的測量范圍：從約 10-3 到幾千 mN/m； 

3) 完美的適用于測量表面和界面張力； 東方德菲知識分享 

4) 全自動、無需監(jiān)測即可完成測量； 

5) 可暫停、中斷，并繼續(xù)測量； 

6) 終點濃度在測量完成后仍可擴展； 

7) 適用于各種表面活性劑； 

8) 一次測量即可確定靜態(tài) CMC 以及動態(tài) CMC。