一、接觸角測量儀或水滴角測量儀與數(shù)碼量角器的誤區(qū)。

接觸角測量儀是指采用界面化學(xué)原理中Young-Laplace方程及其變體，采用液體作為探針物體，采用光學(xué)攝像的原理對固體材料進行物理化學(xué)性質(zhì)進行分析的分析儀器，分析的終結(jié)果以接觸角、表面自由能、粘附功等數(shù)值呈現(xiàn)。區(qū)別于普通的數(shù)碼量角器的簡單的圓擬合、橢圓擬合或切線法等幾何算法的光學(xué)測量儀器的是，接觸角測量儀具有非常顯著的基礎(chǔ)，即通過分析液滴輪廓并擬合至Young-Laplace方程曲線，終分析得到接觸角值。因而，普通的數(shù)碼量角器僅僅是量測幾何意義上的輪廓的切線夾角角度，不考慮界面化學(xué)性質(zhì)以及重力影響等顯然存在的因素，因而具有測值理論參考依據(jù)不足、測值重復(fù)性差、精度差等明顯的缺陷。事實上，商業(yè)化的低價的所謂的“接觸角測量儀”廠商目前均以數(shù)碼量角器為主，而不是根本意義上的接觸角分析與測量。在中國日益重視核心技術(shù)，重視創(chuàng)造性的研發(fā)精神的當(dāng)下，數(shù)碼量角器所得到的數(shù)據(jù)的科學(xué)依據(jù)不強時，其數(shù)據(jù)的可參考性不足，也將非常明顯的影響著終的研發(fā)成果的成功。

而水滴角測量儀則特指采用蒸餾水或超純水作為探針液體，用以評估固體的物理化學(xué)性質(zhì)（接觸角、表面自由能、粘附功）的分析測量儀器。同樣地，水滴角測量儀也依據(jù)界面化學(xué)的性質(zhì)并對固體進行清潔度、粗糙度、表面張力、粘附力、氫鍵力、色散力、極性力等進行綜合評估。顯然，與普通的圓擬合或橢圓擬合的數(shù)碼量角器也存在明顯的區(qū)別。

很多用戶在選購接觸角測量儀或水滴角測量儀時，通常的*認(rèn)識或先入為主的認(rèn)為，我們僅僅是想簡單的測試一下接觸角值而已。對于整體預(yù)算通常2-4萬元甚至更低。對于此，我們的建議是：（1）對于要求不高的用戶或使用者而言，我們建議采購上海梭倫入門級的接觸角測量儀，SL250系列或SL150系列水滴角測量儀。該系列儀器擁有區(qū)別于數(shù)碼量角器的真正接觸角測量儀的阿莎算法、樣品臺面和鏡頭各自獨立微分頭控制水平調(diào)整機構(gòu)、紅寶石球校準(zhǔn)工具（一年校準(zhǔn)一次）以及彩色高速攝像機；（2）對于真正只是想測試幾個數(shù)據(jù)的用戶，我們建議借用我們的儀器即可。我們不建議用戶盲目的采用數(shù)碼量角器，雖然便宜，但是，數(shù)據(jù)的可信度、精度在基本的科學(xué)依據(jù)都沒有的時候，我們認(rèn)為沒有必要再次化時間成本去幫這些數(shù)碼量角器作一些驗證性的評估。終結(jié)果一定是再次驗證了數(shù)碼量角器真的不能應(yīng)用于“接觸角”這樣的分析，兩種儀器還是有本質(zhì)區(qū)別的。所以，在明顯科學(xué)理論就已經(jīng)確認(rèn)了數(shù)碼量角器的測值所*，我們還是尊重科學(xué)，采用哪怕簡單的基于Young-Laplace方程的接觸角測量儀也遠好于數(shù)碼量角器。

二、接觸角測量儀或水滴角測量儀設(shè)計的以來的大誤認(rèn)：我們真的很難找到固體材料可以實現(xiàn)軸對稱的液滴輪廓的。

自1943年Zisman團隊提出量角器測試接觸角的概念以來，直至20世紀(jì)80年代A.W.Neumann教授團隊提出奠定了現(xiàn)代接觸角測量的Young-Laplace方程擬合算法以來，所有的理論假設(shè)均是接觸角測量時，液滴形態(tài)是軸對稱的。但是，事實上的情況卻是，由于：

（1）表面粗糙度；（2）化學(xué)多樣性；（3）異構(gòu)性等因素

在存在，幾乎沒有一個固體樣品的表面是呈現(xiàn)各個視角條件下是軸對稱的。這就像很難存在光滑的表面一樣。如下所示：

如下面一系列的示例圖片所示，在采用頂視視角條件下拍攝下來的液滴圖片中，很少能夠形成正圓形的圖片。

從如上一系列頂視法的接觸角測量圖譜中可以很明確的看出：

1、從材料本身來講，很難找到表面不存在粗糙度、化學(xué)多樣性或異構(gòu)性的樣品。而正是由于這些因素的影響，很難出現(xiàn)接觸角液滴從頂視時呈現(xiàn)正圓的圖像。

2、3D接觸角測量是表征材料物理化學(xué)性質(zhì)的方法。而3D接觸角的基本的要求是能夠分析接觸角值的左、右區(qū)別。

3、通過阿莎算法（ADSA－RealDrop）對于左、右角度值的評估，可以判斷材料本身的接觸角滯后現(xiàn)象或3D接觸角現(xiàn)象。

4、樣品臺或樣品上表面的傾斜情況同樣會影響液滴左、右角度值的變化。因而，從硬件要求來講，樣品臺面獨立調(diào)整水平的要求度會非常高，而不能夠僅僅通過簡單的四腳調(diào)整水平功能實現(xiàn)樣品臺面的調(diào)整，這個是不講科學(xué)的做法。

5、頂視法（ADSA－D）的應(yīng)用局限性在于無法采用哪個位置的直徑或相關(guān)參數(shù)估算出邊界條件中的體積值，因而，常規(guī)的平均體積法原則或小二乘后體積估算原則在分析ADSA－D算法的接觸角值時存在一定的缺陷。ADSA－D是理想條件下的接觸角分析。與常規(guī)的Young-Laplace方程擬合法（軸對稱或ADSA－P）一樣，無法作為現(xiàn)代接觸角算法來對待。

6、從目前為止來講，鏡頭俯視以樣品臺面的傾斜均會明顯影響接觸角分析結(jié)果6－9%甚至更高。而二維條件的玻璃校準(zhǔn)板無法檢測出3D狀態(tài)下的接觸角測量儀器的性，同時，大部分接觸角測量儀即使采用了3D紅寶石球工具校準(zhǔn)儀器，但由于缺少如上4所提及的樣品臺面以及鏡頭各自獨立的微分頭控制二維水平調(diào)整結(jié)構(gòu)，因而，這些儀器是根本無法校準(zhǔn)。只能是加工成什么精度就是什么精度，且這個精度無從考評，無法其他什么。

綜合如上，我們的結(jié)論很明顯，上海梭倫的接觸角測量儀，嚴(yán)格遵循界面化學(xué)領(lǐng)域接觸角分析的非軸對稱接觸角原理提出了阿莎算法，并基于阿莎算法，提出的側(cè)視和頂視不同的分析方法，并將測試接觸角的成像歸為采用側(cè)視為主。進而，我們提出了一套包括樣品臺面和鏡頭微分頭二維控制的高精度調(diào)整結(jié)構(gòu)、彩色高速攝像機、紅寶石檢定工具等等硬件結(jié)構(gòu)的基本的解決方案。這個方案是目前為止比較科學(xué)、合理、的測量接觸角，甚至是3D接觸角的方案。

三、阿莎算法（ADSA-RealDrop）以及依據(jù)阿莎算法核心理念設(shè)計的接觸角測量儀，甚至3D接觸角測量儀，才是真正的體現(xiàn)

阿莎算法的之處在于非軸對稱分析技術(shù)，在于提升了側(cè)視條件下分析接觸角測量的精度，應(yīng)用范圍，數(shù)據(jù)可靠性等。因而，對于真正意義的的接觸角測量儀或水滴角測量儀，可能的要求必須包括：

1、樣品臺面及鏡頭各自獨立的微分頭控制結(jié)構(gòu)；

2、彩色攝像機；

3、遮光板以及UV過濾；

4、紅寶石球3D接觸角測量儀校準(zhǔn)工具。

在預(yù)算足夠的情況下，選購3D接觸角鏡頭或3D接觸角分析模塊。

當(dāng)然，所有的一切應(yīng)在阿莎算法為基礎(chǔ)。阿莎算法對于接觸角測量儀或水滴角測量儀而言是本，而其他的均是接觸角測量的末，不能本末倒置。

如上文字及圖片版權(quán)歸上海梭倫或美國科諾所有。未許許可，不得轉(zhuǎn)載、復(fù)制、修改。侵權(quán)必究。