kontaktvinkelmätningar

Kontaktvinkelmätningar är metoder för att bedöma hur väl en vätska våtar en solid yta genom att mäta vinkeln där vätskefasen möter gasfasen vid gränsen mot ytan. Vinkeln, ofta kallad kontaktvinkeln, är ett mått på ytans våtbarhet: låga vinklar (under cirka 90 grader) indikerar hydrogeler våtbarhet, medan höga vinklar tyder på hydrofobi. Enligt Youngs ekvation kopplas vinkeln till de samtida spänningar mellan faserna: gamma_sg = gamma_sl + gamma_l cos theta.

Apparent kontaktvinkel uppmäts ofta på oenhetliga eller grova ytor med modeller som Wenzel eller Cassie-Baxter, där ytråhet och heterogenitet påverkar den uppmätta vinkeln. Metoderna för mätningar inkluderar huvudsakligen sessile drop-metoden, där en droppstorlek placeras på ytan och vinkeln bestäms av bildanalys; captive bubble-metoden (vätskedropp under en ytakt) och Wilhelmy-plate-tekniken (kraftbaserad mätning vid kontakt med vätska) används också i vissa tillämpningar.

Viktiga parametrar är advancing och receding kontaktvinkel samt vinkelhysteri. Dynamiska mått påverkas av droppstorlek, sprettningshastighet, avdunstning och temperatur. Utrustning inkluderar goniometer eller tunna mikroskop med kamera och mjukvara för bildanalys, samt kontroll av temperatur och miljö. Ytorna bör vara rena och jämnt preparerade för reproducerbara resultat.

Användningsområden omfattar utvärdering av beläggningar och polymerer, textilier, biomaterial och ytteknik inom bland annat mikrofluidik och korrosion. Det följer internationella standarder för ytvåtkapacitet, oftast inom ASTM- och ISO-ramverk. Behov av försiktighet kvarstår vid grovhet, kemisk heterogenitet och ytföroreningar.