前面对接触角测定仪的有关丈量办法进行了介绍,实施时应留意以下两个疑问:平衡时刻和系统温度的安稳,当系统未达平衡时,接触角会改变,这时的接触角称为动态接触角,动态接触角研讨关于一些粘度较大的液体在固体平面上的活动或铺展有重要意义(因粘度大,平衡时刻长)。一起,关于温度改变较大的系统,因为表面张力的改变,接触角也会改变,因而,若一已基平达平衡的系统,接触角的改变,能够与温度改变有关,简略判别影响要素的办法是,平衡时刻的影响通常是单方向的,而温度的波动能够形成γ的升高或下降。 除平衡时刻和温度外,影响接触角安稳的要素还有接触角滞后和吸附作用。 接触角测量时,液滴大小与接触角没有线性关系,0.6~1.0ul的样品量都是最佳的,液滴太小受挥发影响过大,液滴太大则重力因素显著。要注意,测试液滴不应自由落体滴落在固体表面,而应该上升样品平台,触碰悬挂在进样器下端的液滴后下降,使液滴留在固体平面上。当然,如果选用全自动的型号就不存在上述操作问题了。
美丽的荷花出淤泥而不染,从荷叶上滚落的水珠可以清除其上吸附的灰尘和细菌,科学家将这种现象称之为荷叶的“自清洁效应”或“荷叶效应”。
1997年德国植物学家威廉·巴斯洛特教授从中得到启发,成功研制出易于清洁建筑物及交通工具表面的涂料。最近,美国密西根大学的研究人员通过开发理论模型,首次成功将纳米毛状结构与微观结构和化学组成分离开来,对荷叶自清洁效应的本质原理进行研究。
当水滴落在荷叶上时,荷叶与水珠间形成一个高度的接触角(大于90度),使之聚集成珠状而不扩散。通常,人的皮肤具有轻微疏水性,接触角大约为90度,而荷叶接触角接近170度,叶子表面极度疏水。但是科学家发现,尽管实际接触荷叶的雨水很少,水滴滑落并不是没有摩擦,水滴带走了叶子上的尘土和细菌,起到“自清洁”的功能。
科学家首次将荷叶的纳米毛状结构与微观结构和化学组成分离开来。他们发现,荷叶表面除了含有蜡质成分,“荷叶效应”的产生与荷叶的两种结构有关,一种是微米级的凸起,一种是纳米级的毛状结构。含有两种结构的荷叶的接触角为142度,只含有微米结构的荷叶接触角为126度,单独只含蜡质表面的接触角为74度。科学家认为,纳米级的毛状结构使接触角增加16度,这两种结构是“荷叶效应”的主要成因。
“荷叶效应”作为一个很好的模型,可以用于诸多的领域的研究,如基于荷叶效应生产的涂料可方便房屋或建筑物表面的清洁,未来荷叶效应将有更广阔的发展前景