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當(dāng)液體在粗糙固體表面達(dá)到平衡時,實(shí)際接觸角 θ?(Wenzel 接觸角)滿足:cosθ? = r · cosθ?。這一關(guān)系可通過接觸角測定儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
θ?:Wenzel 接觸角,液體在粗糙固體表面實(shí)際形成的接觸角(我們?nèi)庋劭吹降慕嵌龋?。該角度通常需借助高精度接觸角測試儀進(jìn)行測量。
r:表面粗糙度因子,固體表面 “實(shí)際接觸面積" 與 “宏觀投影面積" 的比值(r 永遠(yuǎn) > 1,因?yàn)閷?shí)際面積更大)。比如表面越粗糙、孔隙越多,r 越大(光滑表面 r=1,此時 Wenzel 方程就變回楊氏方程)。
θ?:本征接觸角(楊氏接觸角),液體在該固體光滑表面上的接觸角(用楊氏方程算出來的“原始角度"),代表固體本身的親水 / 疏水屬性:θ?<90° 是親水,θ?>90° 是疏水。θ? 的準(zhǔn)確獲取通常依賴于在理想光滑表面上使用接觸角測定儀進(jìn)行測量。
Wenzel 模型表明,粗糙表面會放大材料原有的潤濕傾向:親水表面(θ? < 90°) 會因粗糙而更親水(θ? 變?。?,疏水表面(θ? > 90°) 則會更疏水(θ? 變大)。這種潤濕行為的量化分析,正是現(xiàn)代接觸角測試儀的重要應(yīng)用場景之一。
綜上所述,從 θ? 到 θ? 的轉(zhuǎn)變,不僅是一個理論模型,更是可通過接觸角測試儀觀測和驗(yàn)證的實(shí)際現(xiàn)象。