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上海梭倫科技重大聲明。以下資料為我公司*提供技術(shù)，如在技術(shù)發(fā)布過程中，涉及到任何可能的侵權(quán)。請立即與我們。但是，如果您想在您的技術(shù)資料，應(yīng)用資料或文章中部分或全部引用我們的本文章的內(nèi)容，那么，請寫上資料的出處。我們認(rèn)為，這是對上海梭倫工作的支持，也是對表面科學(xué)在中國發(fā)展的支持。

一、概述

200年來，潤濕現(xiàn)象作為科學(xué)研究引起了科研工作者很多關(guān)注，特別是近年粉體科學(xué)，納米科學(xué)的發(fā)展，為潤濕現(xiàn)象的研究提供了更廣泛的學(xué)術(shù)氛圍。1805年，楊（Thomas Young）提出了楊氏三角方程為我們研究潤濕現(xiàn)象，特別是固體材料的表面、界面現(xiàn)象提供了為有用的科學(xué)工具。

但是，作為潤濕現(xiàn)象的一種研究方法，接觸角的研究以來一直停留在某個階段。從儀器開發(fā)商的角度而言，上海梭倫科技基于服務(wù)國內(nèi)外接觸角儀應(yīng)用的客戶的經(jīng)驗，提升我們的研究實力，現(xiàn)自主開發(fā)了CAST3。0版本的接觸角分析軟件。作為軟件分析的者，上海梭倫科技在接觸角分析領(lǐng)域取得了舉足的。

二、接觸角分析技術(shù)所依據(jù)的成像硬件。

硬件的設(shè)計主要影響到接觸角分析過程的成像效果。通常，我們認(rèn)為，機(jī)械設(shè)計會影響到操作的簡易性及二次污染程度。比如，是否由于手接觸角樣品而影響到接觸角的測值；操作儀器是否會人性化等。更為關(guān)鍵的是光源控制和CCD與鏡頭的結(jié)合程度。這些是影響到接觸角測值的關(guān)鍵因素。但是，正是在這些基本的設(shè)計上，國內(nèi)外的接觸角儀的設(shè)計就大相徑庭。

三、接觸角分析技術(shù)的發(fā)展階段

接觸角分析技術(shù)指成像后對圖像進(jìn)行分析并測值接觸角值的技術(shù)。以來，接觸角分析技術(shù)一直沒有得到廣大用戶的重視。但是，在接觸角儀主機(jī)設(shè)計的簡易性與成像效果解決的前提下，接觸角分析技術(shù)恰是接觸角儀的核心，可以說，接觸角分析技術(shù)是接觸角儀核心的核心。

*階段：以小球冠假設(shè)為前提的接觸角分析技術(shù)。

1953年左右為開始階段的接觸角分析技術(shù)通常均采用小球冠假設(shè)為前提的接觸角分析技術(shù)。這種技術(shù)國外稱為θ/2法，國內(nèi)稱為量高法。其基本假設(shè)為，液滴在固體表面呈現(xiàn)的是一個標(biāo)準(zhǔn)球冠，接觸角儀成像系統(tǒng)所得為一個標(biāo)準(zhǔn)的弧形。此時，接觸角（切線與底邊的夾角）正好可以通過計算弧形的高度與寬度后取反三角函數(shù)取得。

本項技術(shù)由于操作簡便性而得到了廣大儀器廠商的廣泛采用。而作為儀器而言，本階段的儀器在的通稱上應(yīng)該定義為角度分析儀。

如果客戶現(xiàn)在選購接觸角儀，可能還必須考慮一下采用的接觸角儀中是否含有本方法。這主要是因為很多參考文獻(xiàn)中事實上就是以本方法來測值并公布數(shù)據(jù)的。

但是，這種方法的缺點是非常顯然的。

*、無法更好的實現(xiàn)自動化測值。自動化測值的關(guān)鍵技術(shù)在于敏感點的找得。而敏感點因成像的不同而會有不同的呈現(xiàn)。作為儀器廠商，上海梭倫科技CAST2。0解決了敏感點找得的90%的技術(shù)，已經(jīng)于世界。在LCD、薄膜、玻璃等表面，CAST2。0已經(jīng)解決了自動測得接觸角難點。

第二、是否是球冠受重力影響。液體量的大小不同受的重力不同，直接影響到球冠的符合程度。事實上，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)者均不會接受這個小球冠的假設(shè)。而我們認(rèn)為，如果考慮重復(fù)性，建議客戶考慮幾次液滴的量的控制，這樣至少可以理論上認(rèn)為幾次的成形是一致的。

第三、像素多少直接影響到測值的精度。通常國內(nèi)許多廠商采用低分辨率的成像系統(tǒng)，會直接影響到這個計算精度。

作為量高法的一個變換，上還有一種方法，角度分析法。國內(nèi)稱為量角法。這種方法是直接以一個十字形去靠液滴而得到角度。他們或同量高法或同角度分析，但不會改變其本質(zhì)，即仍建立在小球冠假設(shè)的基礎(chǔ)。且這種方法誤差較大，只能是原始的角度儀的代稱。

第二階段：簡單擬合曲線的接觸角分析技術(shù)

本階段的特點正突出在認(rèn)識到了小球冠假設(shè)有失效性，試圖通過擬合曲線來分析接觸角值。德國和日本均采用過本技術(shù)，包括：（1）切線法；（2）大圓符合法。
切線法的理念在于用一個橢圓方程或一個三項式方程去擬合液滴在固體表面形成的圖像輪廓，來計算接觸角值。而大圓符合法的理念是認(rèn)為小球冠假設(shè)中形成的圖像不是正弧形，該方法就會以一個大的圓去擬合曲線，然后計算接觸角值。
顯然，作為分析技術(shù)，這些方法是對于小球冠分析法的一個簡單的被充，但是這些方法的發(fā)展思路為解決接觸角分析提供基礎(chǔ)。
上海梭倫科技CAST2.0接觸角分析系統(tǒng)提供了大圓符合法這項技術(shù)，以解決用戶測值的部分困難。

第三階段：Young-Laplace曲線擬合法接觸角分析技術(shù)
1991年左右開始，國外發(fā)展了本方法?，F(xiàn)有的國外接觸角儀通常均采用這個方法。這種方法是為復(fù)雜的一個方法，但是也是化的一個方法。其前提必須是建立在Young－laplace方程的基礎(chǔ)上對接觸角進(jìn)行分析。由于這種方法要分析整個液滴曲線，所以會受到液滴因重力變化而導(dǎo)致的曲線變化的影響。但本方法具有全自動計算接觸角值的特殊優(yōu)點而被廣泛采用。
本方法的缺點在于：
（1）嚴(yán)格的理論假設(shè)：本方法建立在理想化的公式的基礎(chǔ)上，而如果事際測得圖像有所變化，會明顯影響到測值的性。
（2）只能測試30度以上的接觸角值
（3）嚴(yán)格的對稱圖像假設(shè)。本理論是建立有嚴(yán)格的對稱圖像的假設(shè)的基礎(chǔ)上的。若左右接觸角有所變化，則測值會有所影響。
（4）受液體表面張力的影響。由于液體表面張力值會參與到計算中，所以，實際液體的表面張力值與參與計算的液體的表面張力值是否相同將會嚴(yán)重影響到后的測值性。

第四階段：復(fù)雜的圖像擬合技術(shù)與液滴輪廓分析技術(shù)
本項技術(shù)為2006年研研究技術(shù)。本項接觸角分析技術(shù)包括兩個部分：
1、圖像擬合技術(shù)：采用曲線尺的方法擬合液滴曲線；
2、基于液體輪廓和固液表面自由能體系，構(gòu)建輪廓分析技術(shù)。
上海梭倫科技在接觸角分析技術(shù)上取得了突破性發(fā)展。我們不依據(jù)任何理論假設(shè)，基于實際圖像成像，采用曲線尺擬合的方法分析接觸角值。在本方法中，我們把曲線定義為一個不均均的多花鍵組成的曲線尺，建立在圖像分析中立體花鍵的分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合曲線的彈性（像素離形性）以及內(nèi)聚力（固液體系分子內(nèi)聚力），分析接觸角值。
采用本方法，我們真正實現(xiàn)了分析各種形狀的接觸角值，包括前進(jìn)、后退角，不規(guī)則圖像的接觸角等。測值范圍護(hù)大到4-180度，精度可真正達(dá)到0.02度。
您可以采購CAST3.0接觸角分析軟件，享受上海梭倫科技為您提供的接觸角分析技術(shù)。

四、現(xiàn)有接觸角儀應(yīng)用的接觸角分析技術(shù)分析
基于我們的分析，結(jié)合現(xiàn)有接觸角分析技術(shù)，我們認(rèn)為國內(nèi)外的接觸角儀所應(yīng)用的分析技術(shù)基本可以總結(jié)如下：
1、簡單的角度分析儀階段：主要指國內(nèi)的接觸角儀，如上海中晨和承德、北京哈科等。他們的分析方法只是簡單的角度分析，全基本無法實現(xiàn)全自動接觸角計算。
2、標(biāo)準(zhǔn)接觸角儀階段：國外的接觸角儀包括德國、美國FTA、韓國SEO的儀等均是采用第三階段的接觸角分析技術(shù)和第二階段的接觸角分析技術(shù)。國內(nèi)CAST2.0是第二階段的接觸角儀。
3、接觸角儀階段：上海梭倫*提供曲線尺與液滴外形輪廓分析技術(shù)，提升了接觸角分析的精度與準(zhǔn)度。