上海梭伦水滴角测试仪用于测试超亲水表面的水滴角测试的视频演示

上海梭伦于水滴角测试仪的研制。作为美国科诺中国战略投资公司，上海梭伦在水滴角测试仪的研制方面取得了重大突破，这些突破包括了：

1、水滴角测量仪的软件技术方面：阿莎算法世界界面化学测量技术

阿莎算法基于A.W.Neumann教授的Young-Laplace方程拟合技术并针对固体材料的水滴角测试的非轴对称特性进行了升级，因而也更符合真正意义上的固体材料的表面性质的表征。众所周知，固体材料由于化学多样性、表面粗糙度以及异构性的存在，很难形成在顶部正视时的正圆形图像，进而在这种意义上，水滴在固体表面在侧视时很难形成左右对称的接触角值。Young-Laplace方程拟合算法轴对称要求对于液气表面张力测值或液液界面张力测值是基本上能够满足要求，但是无法满足固体材料物理化学性质的表征。

1980年开始形成的数码量角器，即圆拟合、椭圆拟合、切线法等在没有Young-Laplace方程拟合技术时，可以用于水滴角的测试，特别是椭圆拟合同时也可解决部分非轴对称，切线法可以解决全部非轴对称，在没有阿莎算法时，可以勉强进行简单的接触角表征。但是，数码量角器的原理决定其：无法修正重力系数的影响；第二这些方面仅仅是简单的几何测量，在界面化学分析上没有更深层的实际和科学意义。因而无论是哪种椭圆拟合（单椭圆或真实液滴法的双椭圆曲线或双圆切线）以及切线法均是在没有阿莎这样的算法用于水滴角测试时的无可耐何之选而并非是当然之选。

2、水滴角测量仪的硬件技术方面：真正符合侧视条件下的水滴角测量

侧视条件下必须要求样品上表面以及镜头两种各自形成非常好的水平度且保持一致。因而，美国科诺的质量和技术要求必须能够提供样品台和镜头各自独立且采用微米级控制精度的二维水平调整机构。目前，世界上采用这个架构的商业化的水滴角测试仪厂商只有上海梭伦。

3、水滴角测量仪世界采用平行光源和平行光镜头。

平行光源和平行光镜头的优势非常明显，可以无视焦距和工作距离，非常大的景深和NA值，实现轮廓直接切除式高精度分析。目前上海梭伦C60系列水滴角测试仪提供相应的技术。

近期，我们采用SL200KS系列水滴角测试仪为用户真正实现了超亲水材料的接触角测量。如下所示：

如上图片采用了450帧/秒高速彩色相机拍摄得到。其中可以明显的看出了液滴在固体表面的振荡和弹跳过程。超亲水材料的接触角测量，包括粉体、纤维、岩石等材料的水接触角测试是行业难点。通常不的商业化厂商会建议用户选购称重原理的接触角测试装置，如表面张力仪并采用Washburn渗透法测试接触角值。但是即不知道，分析天平的速度目前快的是上海梭伦引进的92数据/秒的天平，而同行号称是50数据/秒，但实际却只有10数据/秒。这样的速度相对于如上的450帧/秒实在是无法相比。且，渗透法测试水滴接触角对于制样过程以及材料本身的要求非常高，重复性差。

因而，美国科诺以及上海梭伦团队目前的解决方案为采用高速摄像机并捕捉高速的动态水滴角的演化过程，并进行分析初始接触角以及渗透时间的变化，用以评估材料的润湿性。