當(dāng)水滴落在荷葉上形成滾圓的珠狀（接觸角>150°），而滴在玻璃表面鋪展開來（接觸角≈30°），這個神奇的角度差異就是接觸角。當(dāng)一滴液體滴在固體表面時，在汽、液、固三相交點處，氣-液界面和固-液界面切線之間的夾角即為接觸角（如圖1所示），用θ表示。它如同材料的"指紋"，能揭示表面能、潤濕性等關(guān)鍵特性。

接觸角測量儀的其主要原理是通過水平放置的光學(xué)鏡頭從側(cè)面拍攝液滴的圖像，通過「光學(xué)成像 + 數(shù)學(xué)建模」，將液滴邊緣的幾何形態(tài)轉(zhuǎn)化為量化角度數(shù)據(jù)，然后利用計算機進行圖像分析并擬合出液滴輪廓，進而求出接觸角。核心流程：‌液滴生成 → 光學(xué)捕捉 → 輪廓分析 → 角度計算。

圖2 接觸角測量儀

1.接觸角：是氣、液、固三相交界處的氣-液界面和固-液界面切線之間的夾角。有靜態(tài)接觸角（圖3a）、動態(tài)接觸角（圖3b和圖3c)之分。

2.靜態(tài)接觸角的變化：靜態(tài)接觸角會因長時間接觸空氣蒸發(fā)或固體表面孔隙吸收出現(xiàn)接觸角的變化（圖4 所示）。

圖4 靜態(tài)接觸角隨時間變化：(a) 0 min；(b) 5 min；(c) 10 min  (d) 20 min

3.滾動角：是測量材料表面潤濕性的方法（圖5 所示）

圖5 滾動角0°~90°

4. 表/界面張力：液體表面層由于分子引力不均衡而產(chǎn)生的沿表面作用于任一界線上的張力，阻止液滴分裂的能力。

1. 測試平臺盡量水平。

一般安裝完畢后不要移動儀器，如有移動，可重新調(diào)整水平；

2. 樣品測試環(huán)境影響盡量保持一致性。

如樣品在實驗室條件（（23±2）℃ ，相對濕度(50±5) %）調(diào)節(jié)40 h以上。

3. 水/液體

使用蒸餾水或者超純水。如其他液體盡量使用純度高的液體。

4. 針管

一般使用24G平頭針頭。為測超大接觸角可使用涂層針頭。

5. 液滴大小

建議使用1 μL～4 μL 水滴，水不超過10 μL。對于特殊材料如紙尿褲或者衛(wèi)生巾， 測試體積必須超3 μL 。

6. 選擇正確的擬合曲線

7. 測量次數(shù)和計算

連續(xù)測試10次取平均值（需含左右接觸角或左右平均接觸角），并作標(biāo)準(zhǔn)偏差。

8. 儀器計量與驗證

按國家標(biāo)準(zhǔn)或同等級別的方法計量。推薦使用可溯源圖形樣片校驗儀器。