1. 引言
接触角测量是表征固体表面润湿性、清洁度及界面化学性质的重要技术手段,广泛应用于材料科学、涂层研发、生物医学、微流控等领域。模块化接触角测量仪DSA100凭借其高精度光学系统、智能化分析软件及灵活的模块化设计,成为科研与工业表面分析的理想工具。
2. DSA100接触角测量仪的工作原理
2.1 接触角基础理论
接触角是液滴在固体表面形成的三相(固-液-气)边界角,其数值直接反映表面能、润湿性及化学组成。
2.2 DSA100的测量技术
DSA100采用高分辨率光学成像与数字图像分析技术,其工作流程如下:
液滴分配:通过精密注射泵(精度±0.1 μL)在样品表面形成液滴。
图像采集:配备高分辨率CCD相机(最高500 fps)和LED背光系统,捕捉液滴轮廓。
算法分析:
切线法:手动或自动拟合液滴轮廓切线。
Young-Laplace拟合:适用于非理想球形液滴,精度达±0.1°。
数据输出:接触角、表面能、滚动角等参数。
2.3 模块化设计核心
样品台:支持常温至300℃高温台、倾斜台(测滚动角)、真空腔等。
注射系统:可选配多通道注射泵或自动滴定模块。
环境控制:湿度(10%~90% RH)与惰性气体(N₂/Ar)腔体。
3. DSA100的技术优势
3.1 高精度与重复性
光学分辨率:4μm/像素。
接触角范围:0°~180°,重复性±0.2°。
3.2 智能化操作
Advance软件:一键式自动拟合、动态接触角分析。
数据库集成:内置100+种液体表面张力数据,支持用户自定义模型。
3.3 多功能扩展
表界面张力模块:通过悬滴法/躺滴法测量液体表面张力。
粉末分析套件:采用Washburn法测粉末接触角。
生物兼容性:可选配细胞培养模块,研究细胞-材料相互作用。
4. 典型应用领域
4.1 材料表面工程
涂层性能评估:如疏水涂层、超亲水涂层。
高分子材料:分析PE、PDMS等材料的表面能。
4.2 电子与半导体
晶圆清洁度检测:残留有机物导致接触角异常。
焊膏润湿性:确保PCB焊接可靠性。
4.3 生物医学
医疗器械:导管、植入物的亲水性优化。
药物载体:脂质体/微球的润湿性影响药物释放速率。
4.4 能源与环保
电池隔膜:电解液接触角决定离子传输效率。
油水分离材料:超疏水表面用于含油污水处理。