“接觸角的測量” 常見問答 (FAQs)

1. 接觸角測量裝置能用于測量固體的表面自由能/表面能/表面張力嗎？

能，而且這是這類儀器的一大主要功能。

通過測量一種或多種不同屬性的液體在固體表面上的接觸角，就能從獲得的接觸角值以及所采用液體的（已知）屬性值，借助合適的理論模型計(jì)算出固體表面的表面自由能（或者稱為表面能或表面張力）。

由于固體表面的表面自由能不能夠通過實(shí)驗(yàn)方法直接進(jìn)行測量，所以通過接觸角測量的間接方法是目前可用來測量/估算固體表面自由能的少數(shù)方法之一。這一方法不但可以得到固體表面自由能的總值，還可以得到對應(yīng)于分子間不同性質(zhì)相互作用力的各自貢獻(xiàn)（組分），如非極性（dispersive）相互作用的組分值和極性相互作用（non-dispersive or polar）的組分值，這樣可以進(jìn)一步了解固體表面的屬性，尤其是表面經(jīng)過處理后（如通過等離子體處理后，表面極性相互作用的組分值往往會(huì)升高）。

2. 接觸角與液滴的體積大小有關(guān)系嗎？

這個(gè)問題最好分成二個(gè)來回答:

1. 接觸角與液滴的體積大小有顯著（比如幾度或以上）的關(guān)系嗎？

   沒有，盡管學(xué)術(shù)文獻(xiàn)上和網(wǎng)絡(luò)上可以找到許多不同的答案。

   隨著液滴體積的增大，重力對液滴形狀的影響也愈發(fā)明顯，使得液滴偏離球形（或球形一部分）的程度越來越顯著，但這一切并不應(yīng)該對液滴在固體表面的接觸角自動(dòng)產(chǎn)生影響。從熱力學(xué)的角度來看，接觸角的值取決于液體的表面張力、固體的表面自由能、液體/固體-之間的相互作用（液/固-界面張力）。在一定的條件（溫度、壓力、濕度、氣氛等）下，前面提及的三個(gè)量是一定的，所以接觸角的值也應(yīng)該是一定的。但由于表面的不完美性，即使在指定的條件下，（所謂的靜態(tài)）接觸角的值往往也可以在一范圍內(nèi)變化（接觸角的滯后效應(yīng)），而非一定值（參見FAQ-CA 5），而體積不同的液滴可能展現(xiàn)這一范圍內(nèi)不同的值，使得測量結(jié)果發(fā)生細(xì)微變化。至于體積不同的液滴是否會(huì)有一定的傾向（比如體積大的傾向于擁有這一范圍數(shù)值較大的接觸角值），這一點(diǎn)迄今還缺乏研究。

   對于一定的體系，在一定的條件下，基本恒定的是體系的前進(jìn)接觸角值。測量前進(jìn)接觸角值的方法之一是采用液滴體積逐漸增大法（液滴體積增/減-法測量前進(jìn)接觸角和后退接觸角）。從這里可以清楚地看到，隨著液滴體積的逐步增大，其前進(jìn)接觸角值基本保持恒定，不會(huì)隨著液滴體積的增大而發(fā)生明顯的變化（微小的變化基本上是由于液滴在前進(jìn)過程中與不同的表面位置發(fā)生接觸所致）。另外有許多學(xué)者在研究所謂的線因力（line tension）時(shí)，也采用了體積變化范圍（從幾微升到幾毫升）相當(dāng)大的液滴在非常理想的固體表面上進(jìn)行接觸角的測量研究，結(jié)果也表面接觸角值與液滴的體積大小基本無關(guān)。

   那么為什么學(xué)術(shù)文獻(xiàn)上和網(wǎng)絡(luò)上可以方便地找到聲稱液滴的體積會(huì)對接觸角的值產(chǎn)生顯著影響的論述呢？這一現(xiàn)象的主要原因是由于作者所采用的計(jì)算方法的局限性。在20世紀(jì)90年代前，測量接觸角的方法包括寬高法、θ/2-法，半角法和圓擬合法等都是基于球（或圓?。┠Ｐ?，而真實(shí)的液滴由于受到重力的影響或多或少地偏離球的形狀：而且這一偏離程度隨著液滴體積的增大、接觸角值的增大和液體毛細(xì)管長度（capillary length）的減少而越來越顯著。偏離的幅度越大，通過基于各種球模型（或圓弧）計(jì)算方法得到的接觸角的值與實(shí)際值的偏差也越來越大，這就造成了（計(jì)算得到的）接觸角值隨著液滴體積的變化而發(fā)生顯著變化的現(xiàn)象，但其實(shí)發(fā)生變化的只是誤差值，而非實(shí)際的接觸角值。

   即使到了今天，市場上的不少廠家制造的接觸角測量儀提供的還是基于球/圓模型的計(jì)算/測量方法，所以這一現(xiàn)象仍然在產(chǎn)生中。即使有些廠家引入了基于橢圓模型的計(jì)算方法，當(dāng)接觸角的值比較大時(shí)，或者液滴體積不是很小時(shí)，或者采用的液體不同于水時(shí)，還是會(huì)制造這種計(jì)算得到的接觸角值隨著液滴體積發(fā)生變化的現(xiàn)象。

   能夠準(zhǔn)確描述中心軸對稱座滴（sessile drop）形狀的是Bashforth-Adams或Laplace-Young方程，所以只有基于這一方程的方法才能夠完美地?cái)M合座滴的輪廓坐標(biāo)，從而計(jì)算出與實(shí)際值一致的接觸角值。但這一方法直到20世紀(jì)90年代隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展才開始被普遍采用。

   參考接觸角測量儀測量準(zhǔn)確性的檢驗(yàn)

2. 接觸角與液滴的體積大小有細(xì)微（比如十分之幾度到1度）的關(guān)系嗎？

   這是一個(gè)有不少學(xué)者已經(jīng)研究過，但迄今還未取得統(tǒng)一意見的領(lǐng)域。有部分學(xué)者認(rèn)為，在液/流/固-三相相接觸的液滴周邊緣線（wetting perimeter）上，存在一與表面張力相仿的所謂的一維線因力（line tension），這一力的存在產(chǎn)生了對體系總能量的額外貢獻(xiàn)，而且這一貢獻(xiàn)可正可負(fù)。所以隨著液滴體積的變化，這一額外份額（與周邊緣線長度成正比）對體系總能量貢獻(xiàn)的比例也將發(fā)生變化，體系為了維持最低的總能量狀態(tài)而導(dǎo)致液滴的接觸角值發(fā)生細(xì)微的調(diào)整/變化（可正可負(fù)）。

   要驗(yàn)證這樣的理論是非常不容易的，因?yàn)檫@一影響的幅度估計(jì)在十分之幾度左右，而對于一實(shí)際的體系，要想準(zhǔn)確重復(fù)地形成液滴、然后準(zhǔn)確地測量其接觸角值到0.1°是一件相當(dāng)不容易做到的事。

   參考接觸角測量儀測量準(zhǔn)確性的檢驗(yàn)

3. 采用圓法、θ/2法、寬高法、半角法測量接觸角的誤差有多大？

圓法、θ/2法、寬高法和半角法都是基于球/圓模型的接觸角測量/計(jì)算方法，這些方法的假設(shè)前提是液滴的形狀是球的一部分，但這與真實(shí)的液滴不符。

真實(shí)液滴的形狀偏離球形狀的程度取決于液滴的體積，接觸角值的大小和液體的毛細(xì)管長度（capillary length）：隨著液滴體積的增大、接觸角值的增大和液體毛細(xì)管長度的減少，液滴偏離球形狀的程度越來越顯著。偏離的幅度越大，通過這些基于這些球/圓模型的接觸角測量/計(jì)算方法得到的值與實(shí)際值的偏離幅度也越來越大。在所有常用的測量液體中，水的毛細(xì)管長度（約2.73mm）是最大的，所以在相同條件（同液滴體積/同接觸角值）下，其它液體偏離球形狀的程度都要顯著地大于水滴。

總之采用這些方法引起的誤差可以從十分之幾度，大到30-40°。詳細(xì)內(nèi)容可以參考：接觸角測量儀測量準(zhǔn)確性的檢驗(yàn)

4. 接觸角測量的準(zhǔn)確性

請參考：接觸角測量儀測量準(zhǔn)確性的檢驗(yàn)

5. 靜態(tài)接觸角存在嗎? / 應(yīng)該如何正確測量接觸角？

在進(jìn)行接觸角測量時(shí)，我們會(huì)遇到一個(gè)最基本也是最根本的問題，如何進(jìn)行接觸角的（正確）測量？

對于不少的用戶，或者我們中的幾乎每一個(gè)人在許多時(shí)候，上面的問題顯得有點(diǎn)可笑，因?yàn)樵谖覀兊挠^念中，已經(jīng)形成了一個(gè)比較穩(wěn)固的模式：接觸角測量不妨就是在表面上形成（滴）一個(gè)液滴，然后對獲得的液滴圖像運(yùn)用儀器提供的分析/計(jì)算方法進(jìn)行測量？而且大家都知道這樣獲得的接觸角值通常被稱為靜態(tài)接觸角（static or as-placed contact angle）值。

在這里我們又遇到了一個(gè)在這一領(lǐng)域仍然存在的不少誤會(huì)：不少用戶非常關(guān)心接觸角測量的可重復(fù)性和準(zhǔn)確性，但并不關(guān)心具體的測量步驟。這在很大程度上是基于這樣的出發(fā)點(diǎn)或假設(shè)：接觸角值就應(yīng)該像如何一個(gè)其它的物理量（如溫度/壓力/長度等）一樣，它就在那里，而且（在給定的條件下）應(yīng)該是一個(gè)定值，儀器的任務(wù)就是準(zhǔn)確地測量這一值，然后把結(jié)果顯示出來。

但事實(shí)上，接觸角與其它的通常物理量有一個(gè)顯著的區(qū)別：它雖然就在那兒，但它的具體數(shù)值對于大多數(shù)的固體表面一般情況下不是一個(gè)定值，而是可以在一個(gè)范圍內(nèi)游動(dòng)，而且這一范圍對于不少表面往往還不是很窄（接觸角滯后性）。至于一個(gè)液滴在一固體表面在某一時(shí)刻展現(xiàn)哪一個(gè)具體的數(shù)值，不但與體系和條件有關(guān)，而且與這一液滴的形成方式，以及形成后的經(jīng)歷有關(guān)。

對于一個(gè)給定的液體/固體表面-體系，基本不變的是接觸角值可以擁有的范圍（從最小值到最大值），而不是隨意在固體表面形成的一個(gè)液滴所體現(xiàn)的接觸角值，因?yàn)楹笳?，在極端情況下，可能展示這一范圍內(nèi)的任意一個(gè)值；在通常情況下，可以在一個(gè)不小的范圍內(nèi)波動(dòng)。

上面提及的這一范圍就是前進(jìn)接觸角值（最大值）和后退接觸角值（最小值）。所以只有通過測量一個(gè)體系的前進(jìn)/后退接觸角值才能夠最完整地表征一個(gè)液體在固體表面的潤濕性特征/特性。而我們平時(shí)所指的/所測量的所謂的（靜態(tài)）接觸角，雖然在多數(shù)情況下其數(shù)值接近于前進(jìn)接觸角值，但其實(shí)不是一定值，會(huì)受到許多因素的影響。這些因素幾乎包括具體測量過程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，比如：

1. 采用的液滴體積；

2. 加液針管的內(nèi)經(jīng)/外徑，以及液體在其表面的潤濕性？

3. 液體是如何轉(zhuǎn)移到固體表面上的？

   • 如果是通過接觸轉(zhuǎn)移：那么是通過針管下移還是樣品上移? 移動(dòng)的速度是多少？移動(dòng)的幅度是多大（或者針管端口與固體表面的最短距離是多少）？完成液體轉(zhuǎn)移后，移開的速度是多大?

   • 如果是通過直接加液形成：那么加液的速度是多大？加液時(shí)，針管端口與固體表面的距離是多少？完成加液后，針管移開的速度是多大?

4. 液滴形成后，等待多長時(shí)間開始進(jìn)行測量？測量開始前或測量過程中，液滴有否受到任何的震動(dòng)？

有人可能不同意上面的觀點(diǎn)，認(rèn)為有點(diǎn)夸張，并且舉出實(shí)例，以表明平時(shí)盡管沒有顧及這一些，但獲得的（靜態(tài)）接觸角值的重復(fù)性也基本上在1-2度的范圍內(nèi)。是的，在不少情況下確實(shí)如此，但其實(shí)這在很大程度上是由于我們每個(gè)人都有一套屬于自己的、基本固定的具體測量/操作步驟（至少對某一個(gè)具體的樣品是這樣）。但是如果我們來比較二個(gè)不同的人（不同實(shí)驗(yàn)室之間），對同一個(gè)體系獲得的測量結(jié)果，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，結(jié)果之間的差異往往會(huì)大得多，因?yàn)椴煌娜丝赡懿捎貌町惡艽蟮臏y量/操作步驟，而其中的每一個(gè)細(xì)節(jié)都可能對最后展現(xiàn)出來的接觸角值帶來微小的影響。

所以在接觸角測量的專業(yè)領(lǐng)域，大家普遍認(rèn)為，只是測量所謂的（靜態(tài)）接觸角值意義不大，因?yàn)樗鼘τ诙鄶?shù)體系其實(shí)根本就不存在（因?yàn)闆]有一個(gè)相應(yīng)的、固定不變的值），而且所能提供的與潤濕相關(guān)的信息量也相當(dāng)有限；只有通過測量包括前進(jìn)接觸角和后退接觸角值的動(dòng)態(tài)接觸角測量才能為表征待測體系的潤濕特性提供完整的信息：其中前進(jìn)接觸角的值更多地與表面的低能量組分有關(guān)，而后退接觸角的值則對表面的高能量部分（結(jié)構(gòu)）更敏感。在表面的老化/重組過程中（這通常發(fā)生在經(jīng)過等離子體處理的表面），低能量組分趨向于排列到表面的最外層（以使得體系的總能量盡可能地低），但（表面處理時(shí)引入的）高能量結(jié)構(gòu)或官/功能團(tuán)并沒有消失，而是被隱藏在深一些的表層，它們的存在可以通過后退接觸角的測量被感知或反映出來。對于通過引入表面微觀（納米/微米）結(jié)構(gòu)而裝備的超疏水性表面，如果我們只是通過測量簡單的（靜態(tài)）接觸角的值，就會(huì)忽略了表面粘性（adhesive）成分的存在，無法解析為什么（靜態(tài)）接觸角值相差不大的二個(gè)表面，會(huì)有完全不同的起始滑動(dòng)角？

但在目前情況下，在測量儀器還無法自動(dòng)、快速地完成動(dòng)態(tài)接觸角測量的前提下，簡單的、（靜態(tài)）接觸角的測量至少在工業(yè)/生產(chǎn)領(lǐng)域還是有其存在的合理性。在這種情況下，用戶應(yīng)該設(shè)定一套測量的標(biāo)準(zhǔn)步驟（SOP），盡量地把操作的每一步都固定下來，以提高接觸角測量的可重復(fù)性和（同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的）相互可比性。對于科學(xué)研究領(lǐng)域，在進(jìn)行這樣的測量時(shí)，應(yīng)該盡可能詳細(xì)地給出測量/操作的具體步驟，使得其他人能夠更好地了解或重復(fù)測量的結(jié)果。

進(jìn)一步閱讀：動(dòng)態(tài)接觸角及其測量

6. 接觸角值的可重復(fù)性如何？

上面5中已經(jīng)指出接觸角值的特點(diǎn)和具體測量步驟可能對獲得的所謂的靜態(tài)接觸角值的影響。

如果我們這里談?wù)摰氖峭ǔＫ^的靜態(tài)接觸角值的重復(fù)性，那么由于它的具體數(shù)值可以受到測量過程的許多細(xì)節(jié)的影響，所以只有當(dāng)這些有關(guān)測量步驟的細(xì)節(jié)固定下來時(shí)，才能比較準(zhǔn)確地討論其重復(fù)性。

由于重復(fù)性首先與樣品表面有關(guān)，所以使得討論這一問題相當(dāng)辣手，盡管許多用戶會(huì)提到這一問題。

如果假設(shè)涉及的是理想、完美的樣品表面，那么這里的重復(fù)性所指的純粹是測量方法的重復(fù)性。在這種情況下，目前好的儀器可以達(dá)到的測量測量重復(fù)性在0.1-0.3°。而這一結(jié)果也得到許多實(shí)際測量的支撐，有不少學(xué)者研究過液體在相當(dāng)完美的固體樣品表面（同一晶面）的接觸角值，測量結(jié)果的重復(fù)性基本上符合這里提及的數(shù)值。

對于通常的樣品表面，我們遇到過的比較完美的工業(yè)產(chǎn)品表面的接觸角測量的可重復(fù)性在1°以內(nèi)（接觸角值在100-120°范圍），這一重復(fù)性包括前進(jìn)接觸角測量的可重復(fù)性和采用固定操作步驟而獲得的所謂的靜態(tài)接觸角值的可重復(fù)性。但我們也時(shí)常遇到一些樣品，即使同樣采用固定操作步驟，獲得的靜態(tài)接觸角值的可重復(fù)性或波動(dòng)幅度在3-5°。

對于普通的表面，如果其接觸角滯后性的幅度在幾十度的范圍，一般情況下，前進(jìn)接觸角值的可重復(fù)性要比通過簡單測量獲得的靜態(tài)接觸角值的可重復(fù)性好得多。后者的可重復(fù)性，即使采用固定操作步驟，在很大程度上取決于難免存在的、微小的操作上的差異可能對液滴最后展現(xiàn)的接觸角值的影響，而這又與樣品本身的屬性緊密相關(guān)。

另外，前面討論的結(jié)論都是基于樣品表面屬性基本均勻（化學(xué)/物理/幾何均勻性）的前提。如果樣品表面本身就不符合這一前提，那么測量得到的數(shù)值的波動(dòng)幅度不但包含了前面提及的測量的因素，更是包括了樣品表面本身的屬性波動(dòng)，這也是為什么通過測量液滴在固體表面不同位置上的接觸角值，可以樣品對表面均一性或不均一性進(jìn)行表征的基礎(chǔ)。

7. 測量得到的接觸角值與哪些因素有關(guān)？

首先測量得到的接觸角值與樣品表面的屬性有關(guān)，這也是測量接觸角的意義和用途，具體請參見：影響接觸角值的因素

其次，得到的接觸角測量值的還與具體的測量/操作步驟有關(guān)（FAQ-CA 5和6），而后者對測量結(jié)果的可能影響（幅度）又緊密地與前面提及的表面本身的屬性相關(guān)。

8. 測量接觸角的液滴體積多大比較合適？

在FAQ-CA-2中我們已經(jīng)回答了有關(guān)接觸角測量值是否與液滴的體積大小有關(guān)系的問題: 答案是基本上沒有關(guān)系。那么平時(shí)在測量時(shí)應(yīng)該采用多大體積的液滴比較合適呢？

首先考慮二種特殊/極端情況：

1. 樣品表面可供測量的面積相當(dāng)有限，比如在有些電路板（PCB）上的測量，可供測量面積可能小至1mm²（甚至以下)。在這種情況下，只能采用足夠小體積的液滴，以能夠?qū)崿F(xiàn)測量為首要目標(biāo)。在這種情況下，必要時(shí)，液滴的體積可以小至納升級(jí)，但需要相應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)和加液系統(tǒng)的配合，而且在這種情況下，液滴在瞬間后就揮發(fā)/蒸發(fā)消失，所以一般得通過先錄像、再對錄像進(jìn)行分析計(jì)算的方法來進(jìn)行測量。

2. 希望通過測量來分析樣品表面的（二維）均勻性（或非均勻性）。此時(shí)液滴的體積應(yīng)根據(jù)樣品表面需要測量的尺寸和希望達(dá)到的位置分辨率來選擇：需要測量的尺寸越小，位置分辨率要求越高，就應(yīng)該采用較小體積的液滴進(jìn)行測量。

在其它情況下，如果樣品的表面面積對液滴的尺寸不構(gòu)成限制，那么液滴的體積就不應(yīng)該選擇的太小，因?yàn)椋?/p>

1. 液滴體積太小，會(huì)因?yàn)閾]發(fā)/蒸發(fā)而迅速地減小體積，導(dǎo)致其形狀和接觸角值發(fā)生變化；

2. 液滴體積太小，與樣品表面發(fā)生接觸的面積也?。ɑ蚪佑|點(diǎn)數(shù)也少），表面上任何微小的缺陷或不均勻性將對液滴的接觸角值造成較大的影響。但真正對接觸角值起到?jīng)Q定作用的只是液體與表面（以及氣相）形成的三相接觸周邊線（triple-phase contact line）上的作用力，液滴下面所覆蓋的表面面積（surface area）的屬性對接觸角值基本上不產(chǎn)生影響。

3. 液滴體積太小，如果沒有足夠大的光學(xué)放大倍數(shù)的配合，得到的液滴圖像較小，將影響接觸角值分析/計(jì)算的精度和準(zhǔn)確度。

所以一般情況下，以3-10微升為比較合適。同時(shí)需要考慮接觸角的值和儀器的視野范圍：接觸角值比較低時(shí)，可以采用體積較小的液滴；接觸角值越高，越適合采用尺寸較大的液滴。不少專業(yè)文獻(xiàn)建議采用體積至少在10微升以上的液滴進(jìn)行測量。

9. 影響接觸角值的因素？

大家通過測量液體在固體表面上的接觸角值，希望通過獲得的數(shù)據(jù)來表征固體表面的潤濕性和液體與固體表面之間的相互作用。所以決定接觸角值大小的首先是體系本身的屬性，這個(gè)體系包括液體/固體表面/氣氛（如空氣相）。當(dāng)液體和氣氛一定時(shí)，我們希望接觸角值只與固體表面（的屬性）相關(guān)，這樣就能夠通過接觸角值的測量來推斷固體表面的屬性。

但事實(shí)上還有許多因素\可能對測量得到的接觸角值產(chǎn)生影響：

1. 接觸角值的滯后性：上面已經(jīng)提及，對于一給定的實(shí)際體系，由于表面的不完美性（包括化學(xué)/物理/形貌上的不完美性），其可以體現(xiàn)的接觸角值一般是一個(gè)范圍，而非一個(gè)特定的值。液滴具體展現(xiàn)這一范圍中的哪個(gè)值，與液滴的形成方式和它在形成后的經(jīng)歷有關(guān)。所以測量的具體步驟和方式將對結(jié)果產(chǎn)生影響，為了提高測量的可重復(fù)性，應(yīng)該設(shè)定一套統(tǒng)一的測量步驟，或者更好地通過動(dòng)態(tài)接觸角的測量獲得接觸角值的范圍。只有后者才能提供最完整的有關(guān)固體表面屬性的信息。

2. 周圍環(huán)境的影響，這包括測量時(shí)的溫度，壓力，以及氣相（氛）的組成（化學(xué)組成/相對濕度等）。

3. 表面上可能存在的靜電。靜電非常容易產(chǎn)生在非導(dǎo)體表面上（如高分子表面），而表面上的靜電與液滴之間的（額外）作用力將對接觸角值產(chǎn)生（明顯）影響，所以在測量前通過合適的手段（比如運(yùn)用去靜電槍），去除表面上的靜電是確保得到的接觸角值能夠反映其真實(shí)值的重要環(huán)節(jié)。

4. 樣品表面在測量前的狀態(tài)（pre-conditioning）。在測量前，確保讓樣品表面獲得統(tǒng)一的狀態(tài)，比如通過在同樣的條件下（一定的氣氛和溫度下）放置相同的時(shí)間，也是重要的一環(huán)，因?yàn)橹挥羞@樣才能保證樣品表面的組分和分子得到同樣的機(jī)會(huì)以進(jìn)行調(diào)整和重排，而這些均會(huì)對接觸角的值產(chǎn)生影響。

5. 測量用液體的純度。在前面已經(jīng)提及，接觸角的值應(yīng)該由 ?液體/固體表面/氣相“ 所決定，我們希望在液體和氣相相同的情況下，通過測量得到的接觸角值來表征固體表面的屬性，而這一前提是液體相維持恒定。如果由于某種原因（污染/純度變化/變質(zhì)等），測量用的液體相發(fā)生變化，這勢必也將影響得到的接觸角值。而與接觸角值關(guān)系最緊密的液體屬性是它的表面張力值，后者很容易由于受到污染或由于純度發(fā)生變化而變化。所以非常有必要不時(shí)地通過對測量用液體的表面張力值的測量，來控制/確保采用的液體的質(zhì)量。而準(zhǔn)確測量液體表面張力值很容易通過儀器提供的光學(xué)懸滴法來完成（甚至可以在接觸角測量前的前一瞬間同時(shí)完成）。

6. 樣品表面受到污染。接觸角值對表面非常敏感，它的敏感性甚至高于任何其它的表面表征手段（如XPS），因?yàn)樗慌c表面最外層的約1 nm的厚度屬性有關(guān)系，而其它的表面表征手段感知的更 ?深入“些（比如XPS能夠感知到約10nm的深度）。也就是說，能夠影響接觸角值的只有表面最外層的一個(gè)約1 nm厚度的薄層，在這一薄層以下的表面結(jié)構(gòu)和屬性將不再對決定接觸角值作出什么貢獻(xiàn)。所以樣品表面上任何微小的污染，雖然它的量從樣品總量來說是如此地微不足道，也可能對接觸角的值產(chǎn)生明顯地影響，而這些影響將不可能被樣品的其它未受污染部分所稀釋（所平均）。

7. 最后需要提及的還有樣品表面的微結(jié)構(gòu)。除了樣品表面的化學(xué)/物理屬性外，表面的微結(jié)構(gòu)（包括粗糙度）將對接觸角的值以及其滯后性生產(chǎn)顯著影響。這也是通過接觸角測量來表征這些微觀結(jié)構(gòu)的原理。

影響接觸角值的因素

10. 有哪些不同的接觸角值？

由于真實(shí)樣品表面的不完美性，導(dǎo)致接觸角滯后性的存在，而這又決定了對于一個(gè)同樣的體系，接觸角的值不是唯一的，而是一個(gè)范圍。當(dāng)在樣品表面形成一個(gè)液滴時(shí)，其具體展現(xiàn)哪一個(gè)（這一范圍內(nèi)的）值，與具體的形成方式和其后的經(jīng)歷有關(guān)，這就導(dǎo)致了明目眾多的接觸角值和概念，如

靜態(tài)接觸角，平衡接觸角，楊氏接觸角，（靜態(tài)/動(dòng)態(tài)）前進(jìn)接觸角，（靜態(tài)/動(dòng)態(tài)）后退接觸角，動(dòng)態(tài)接觸角等。

有關(guān)的詳細(xì)討論請參見：動(dòng)態(tài)接觸角及其測量

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