超親水材料對(duì)水的潤(rùn)濕性非常好，水滴在這種材料表面上極易鋪展，接觸角數(shù)值很小，稱(chēng)為極低接觸角。

       在很多應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)涉及到極低接觸角的測(cè)量。比如液晶屏和太陽(yáng)能電池板的清洗工序。清洗后有機(jī)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(cè)量?jī)x時(shí)，如果接觸角低于 15°，測(cè)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(shí)，幾乎很難再得到有意義的結(jié)果。這是因?yàn)楫?dāng)接觸角下降到這一范圍時(shí)，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(huì)直接影響接觸角的擬合計(jì)算。

        解決極低接觸角的測(cè)量問(wèn)題，采用俯視成像方式是一種非?？煽康臏y(cè)量方法。俯視測(cè)量法是通過(guò)從液滴正上方觀測(cè)在固體表面上的液滴形狀來(lái)獲得液滴接觸角的測(cè)量方法。

        下圖是使用側(cè)視法和俯視法對(duì)同一液滴同時(shí)拍照得到的照片。顯然在接觸角 5°左右時(shí)側(cè)視法的照片液滴輪廓已經(jīng)模糊，軟件無(wú)法自動(dòng)準(zhǔn)確的計(jì)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(jiàn)。

       俯視法接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量范圍廣，尤其是接觸角值極小時(shí)依然能夠得到準(zhǔn)確可靠的測(cè)量結(jié)果。在此類(lèi)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(shì)，是測(cè)量超親水材料接觸角的Z佳選擇。

       受益于二十世紀(jì)末計(jì)算機(jī)速度的大幅提高和高分辨率數(shù)碼相機(jī)的出現(xiàn)，使得我們對(duì)圖像數(shù)據(jù)求解上述方程成為了可能。

       簡(jiǎn)單地說(shuō)，在已知液體表面張力和密度的前提下，如果我們能夠控制液滴的體積并且精確的測(cè)量液滴和材料表面三相接觸線的形狀尺寸，我們就可以利用 Laplace-Young 模型計(jì)算出液滴的三維輪廓，從而準(zhǔn)確的得到接觸角數(shù)值。

       下圖為使用側(cè)視法和俯視法對(duì)同一液滴同時(shí)測(cè)量接觸角得到的結(jié)果。

注意：根據(jù)接觸角不同計(jì)算模型的特點(diǎn)，一般來(lái)說(shuō)在材料表面均一性較好的情況下，側(cè)視法測(cè)量接觸角在 0~180°范圍內(nèi)都可以使用，并且在 130°以上時(shí)側(cè)視法測(cè)量結(jié)果更為可靠；俯視法測(cè)量接觸角在 0~180°范圍內(nèi)都可以使用，并且在 10°以下時(shí)俯視法測(cè)量結(jié)果更為可靠。

      超親水一般是指水滴能夠在材料表面完全鋪展開(kāi)，使接觸角等于或者接近于0°。超親水材料對(duì)水的潤(rùn)濕性非常好，水滴在這種材料表面上極易鋪展，接觸角數(shù)值很小，稱(chēng)為極低接觸角。

      在不少應(yīng)用領(lǐng)域遇到的接觸角的值會(huì)很低，或者要求其值越低越好。比如液晶屏和太陽(yáng)能電池板的清洗工序就是這樣一個(gè)比較典型的應(yīng)用領(lǐng)域，通過(guò)對(duì)玻璃/金屬等表面的清洗以去除上面的油脂等有機(jī)、低表面能的污染物，然后通過(guò)測(cè)量水滴在其上面的接觸角來(lái)評(píng)估或確保清洗的效果。清洗后有機(jī)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。

       多數(shù)情況下，當(dāng)接觸角低于約 15°時(shí)，測(cè)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(shí)，已幾乎很難再得到有意義的結(jié)果。這是因?yàn)楫?dāng)接觸角下降到這一范圍時(shí)，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)視成像的方法很難再獲得準(zhǔn)確的液滴邊緣輪廓，這會(huì)直接影響接觸角的擬合計(jì)算。為了解決極低接觸角的測(cè)量問(wèn)題，LAUDA Scientific接觸角測(cè)量?jī)x引入了一種可靠的極低接觸角測(cè)量方法：俯視成像測(cè)量方法。俯視測(cè)量法是通過(guò)從液滴正上方觀測(cè)在固體表面上的液滴形狀來(lái)獲得液滴接觸角的測(cè)量方法。

       下圖是使用傳統(tǒng)側(cè)視法和俯視法對(duì)同一液滴同時(shí)拍照得到的照片。顯然接觸角值在5°左右時(shí)側(cè)視法照片的液滴輪廓已經(jīng)模糊，軟件已經(jīng)無(wú)法自動(dòng)準(zhǔn)確的獲得液滴的邊緣輪廓，而俯視法液滴的三相接觸線輪廓清晰可見(jiàn)。

俯視法接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量范圍廣，尤其是接觸角值極小時(shí)依然能夠得到準(zhǔn)確可靠的測(cè)量結(jié)果。在此類(lèi)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(shì)，是測(cè)量超親水材料接觸角的優(yōu)先選擇。

根據(jù)接觸角不同計(jì)算模型的特點(diǎn)，一般來(lái)說(shuō)在材料表面均一性較好的情況下，側(cè)視法接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量接觸角值在0~180°范圍內(nèi)都可以使用，并且在130°以上時(shí)側(cè)視法測(cè)量結(jié)果更為可靠；俯視法接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量接觸角值在0~180°范圍內(nèi)都可以使用，并且在10°以下時(shí)俯視法測(cè)量結(jié)果更為可靠。

        在很多應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)涉及到測(cè)量超親水材料的接觸角。比如液晶屏和太陽(yáng)能電池板的清洗工序。清洗后有機(jī)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(cè)量?jī)x測(cè)量接觸角，如果接觸角低于15°，測(cè)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(shí)，幾乎很難再得到有意義的結(jié)果。對(duì)于測(cè)量極低接觸角，俯視測(cè)量法是一種非?？煽康臏y(cè)量方法。俯視測(cè)量法是通過(guò)從液滴正上方觀測(cè)在固體表面上的液滴形狀來(lái)獲得液滴接觸角的測(cè)量方法。

        側(cè)視法和俯視法對(duì)同一液滴同時(shí)拍照得到的圖片如下圖所示，接觸角5°左右時(shí)側(cè)視法的液滴輪廓已經(jīng)模糊，軟件無(wú)法自動(dòng)準(zhǔn)確地計(jì)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(jiàn)。

        俯視法接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量范圍廣，尤其是接觸角值極小時(shí)依然能夠得到準(zhǔn)確可靠的測(cè)量結(jié)果。在此類(lèi)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(shì)，是測(cè)量超親水材料接觸角的JJ選擇。

荷葉（Lotus effect）具有非常好的超疏水性，因而，在取得ZH的平衡接觸角時(shí)，出現(xiàn)了明顯的彈跳效果。且如果疏水角度越大，彈跳的高度越高。且從效果影像中可以看出，此時(shí)的滾動(dòng)角度非常小，水滴很容易滾動(dòng)。

而這些均是我們長(zhǎng)期研究中，我們僅僅注意了荷葉的表面結(jié)構(gòu)以及平衡態(tài)的接觸角值（平衡態(tài)的接觸角值僅僅表征了部分性質(zhì)）。在測(cè)試過(guò)程中，我們也發(fā)現(xiàn)由于荷葉的超疏水性，水滴從針頭轉(zhuǎn)移到荷葉表面會(huì)相對(duì)比較困難。目前美國(guó)科諾提供了全世界Z細(xì)的27號(hào)聚四氟乙烯針頭以及34號(hào)不銹鋼針頭，液滴轉(zhuǎn)移時(shí)量為4－5uL左右。由于滾動(dòng)角（roll-off angle）非常小，所以，水滴停留的地方通常是表面有瑕疵的位置或邊緣，此時(shí)的平衡接觸角值意義不大。

由下面的影像我們認(rèn)為，從高速的角度考慮才是最合理的方案，表征超疏水效果會(huì)比一般平衡接觸角值的表征會(huì)更有意義。且，在接觸角以及界面能量的分析中，我們采用了在Young-lapalace方程擬合中增加能量（重力加速度等勢(shì)能與動(dòng)能的考慮），提出了世界ling先技術(shù)的ADSA－HS技術(shù)，從而為我們進(jìn)一步探究仿生材料提供了更好的分析技術(shù)。

2、我們對(duì)比實(shí)驗(yàn)了一組普通材料的水滴滴向表面的效果，其在平衡接觸角形成前的動(dòng)態(tài)效果如下所示。

很明顯的看出，此時(shí)的彈跳效果不明顯，這是由于固體表面自由能大于液滴彈跳的作用能量。且我們非常容易得到結(jié)論，固體表面能越大，其向上延展的高度就越低。

（1）空調(diào)器用超親水鋁箔的動(dòng)態(tài)接觸角演變過(guò)程。ZH平衡接觸角值為3度以?xún)?nèi)。

（2）實(shí)驗(yàn)室用載玻片接觸角演變影像。

（3）不銹鋼表面平衡態(tài)接觸角前的動(dòng)態(tài)演變影像。

（4）聚四氟乙烯表面平衡態(tài)接觸角前的動(dòng)態(tài)演變影像