Kontaktvinkelhysteri

Kontaktvinkelhysteri er forskellen mellem den avancerede kontaktvinkel og den tilbageløbne kontaktvinkel for en væske på en fast overflade. Den avancerede vinkel θ_A måles, når contactlinien bevæger sig fremad (for eksempel ved stigende væskevolumen eller ved aktivitet der får dråben til at glide), mens den tilbageløbne vinkel θ_R måles, når contactlinien trækker sig tilbage (ved faldende volumen). Forskellen Δθ = θ_A − θ_R omtales som kontaktvinkelhysteri og skyldes energibarrierer og pinning af kontaktlinjen ved overfladen.

Årsagerne til hysteresien er primært overfladens ruhed og kemiske heterogenitet. Mikroskopiske ujævnheder og heterogene områder kan hæfte kontaktlinjen, hvilket kræver ekstra energi for at bevæge den. Dynamiske faktorer som viskoelasticitet i underlaget og tilsmudsning spiller også en rolle. Hysterese afbøjes ofte ved højere frekvenser eller ved ændrede forhold som temperatur og væskemolekylernes egenskaber.

Måling af kontaktvinkelhysteri udføres typisk med sessile drop-metoder eller ved hældningsplate-metoder. I sessile drop måles θ_A og θ_R ved henholdsvis at øge og sænke dråbens volumen og registrere vinklerne med en goniometer. Wilhelmy-plate eller andre målemetoder kan også anvendes til at få dynamiske kurver af θ_A og θ_R.

Betydningen af hysteresien ligger i droppens mobilitet og væskens vandring på overfladen, hvilket påvirker coating, overfladebehandling, mikrofluide systemer og kondensation. Store hysteresis-værdier indikerer stærk pinning og lav dråbemobilitet, mens små værdier indikerer mere ligelig vådning.