在自清潔、防冰、油水分離和防腐等領(lǐng)域，超疏水粉體材料因其zhuo越的拒水性而成為研究熱點(diǎn)。這些微納米尺度的粉末，如改性二氧化硅、碳納米管集合體、疏水金屬有機(jī)框架等，其核心特性源于其極低的表面能及其構(gòu)建的微觀粗糙結(jié)構(gòu)。然而，如何準(zhǔn)確評(píng)估這些“松散"材料的超疏水特性，對(duì)傳統(tǒng)的接觸角測(cè)量技術(shù)提出了獨(dú)特的挑戰(zhàn)。正是在這一領(lǐng)域，接觸角測(cè)量?jī)x通過(guò)巧妙的測(cè)試方法，揭示了粉體材料表面的奧秘。

對(duì)于超疏水材料，僅憑靜態(tài)接觸角不足以說(shuō)明問(wèn)題。一個(gè)表面可以同時(shí)具有很高的靜態(tài)接觸角（>150°）但液滴卻牢牢粘附其上（高粘附），這被稱為“花瓣效應(yīng)"。真正的、具有自清潔功能的超疏水狀態(tài)需要同時(shí)滿足高接觸角和低滾動(dòng)角。

北斗儀器接觸角測(cè)量?jī)x集成了滾動(dòng)角測(cè)量功能：

將粉體壓片樣品放置在一個(gè)可精密旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)上。

在樣品表面滴一滴水，測(cè)量其靜態(tài)接觸角。

緩慢旋轉(zhuǎn)樣品臺(tái)，同時(shí)用攝像頭追蹤液滴形態(tài)。當(dāng)液滴開始滾落的瞬間，平臺(tái)轉(zhuǎn)過(guò)的角度即為滾動(dòng)角。

滾動(dòng)角越小（通常<10°），表明材料的超疏水性能越優(yōu)異，液滴極易滾落并帶走表面的污染物，實(shí)現(xiàn)“自清潔"。

分析的意義與應(yīng)用實(shí)例：

1.量化改性效果：

許多超疏水粉體是通過(guò)對(duì)親水粉體（如SiO?, TiO?）進(jìn)行表面硅烷化等改性得到的。通過(guò)對(duì)比改性前后粉體壓片的接觸角，可以直觀、定量地評(píng)估改性反應(yīng)的接枝率和成功與否。

2.指導(dǎo)復(fù)合材料制備：

當(dāng)超疏水粉體作為填料添加到聚合物基體中時(shí)，其潤(rùn)濕性決定了復(fù)合材料的最終表面性能。通過(guò)測(cè)量粉體本身的接觸角，可以預(yù)測(cè)其在復(fù)合材料中的遷移性和分布，為配方設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

3.評(píng)估穩(wěn)定性與耐久性：

將超疏水粉體置于苛刻環(huán)境（如紫外線、酸堿溶液）中處理后再次測(cè)量其接觸角，是評(píng)估其化學(xué)穩(wěn)定性和使用壽命的可靠方法。

4.篩選油水分離材料：

對(duì)于油水分離應(yīng)用，理想的材料是超親油/超疏水的。通過(guò)接觸角測(cè)量?jī)x，可以分別測(cè)量粉體對(duì)水和油的接觸角。超疏水粉體對(duì)水的接觸角接近180°，而對(duì)油的接觸角接近0°，證實(shí)其具備高效油水分離的潛力。

盡管技術(shù)成熟，但對(duì)超疏水粉體的接觸角測(cè)量仍面臨挑戰(zhàn)：制樣重復(fù)性、壓片壓力的標(biāo)準(zhǔn)化、以及如何更真實(shí)地反映粉體在松散狀態(tài)下的本征潤(rùn)濕性等。隨著接觸角測(cè)量技術(shù)與環(huán)境掃描電鏡、原子力顯微鏡等的聯(lián)用，我們將能夠在更微觀的尺度上關(guān)聯(lián)粉體形貌與其潤(rùn)濕行為。同時(shí)，開發(fā)更接近實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景（如模擬雨滴沖擊、結(jié)冰/融冰循環(huán)）下的動(dòng)態(tài)潤(rùn)濕性分析模塊，將成為推動(dòng)超疏水粉體走向大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。