
【化】 advancing contact angle
advance; go ahead; go forward; march; onward; progress
【医】 progression
【化】 contact angle
前进接触角(Advancing Contact Angle)是固-液-气三相体系中表征液体在固体表面动态润湿特性的关键参数,指液体在固体表面主动铺展时形成的接触角最大值。该概念由Thomas Young于1805年首次提出,后经Adam和Jessop发展为动态接触角理论体系中的重要组成部分。
在物理化学层面,前进接触角反映液体分子与固体表面分子间的黏附功与液体内聚功的平衡状态。根据Young-Laplace方程: $$ Delta P = gamma left( frac{1}{R_1} + frac{1}{R_2} right) $$ 当液体前驱膜向前移动时,接触角达到前进临界值,此时固体表面能主导液体运动趋势。实验测量中常采用倾斜板法或注射泵控制法,通过高速摄像记录液滴形态变化(参考《胶体与界面科学测量手册》第三章)。
该参数在工业领域具有重要应用价值,例如:
权威研究显示,金属氧化物表面的前进接触角测量误差需控制在±2°以内(见Surface Science Reports, 2023年刊)。近期Nature Materials论文证实,纳米级表面粗糙度会使前进接触角产生5-8°滞后现象。
前进接触角是描述液体在固体表面润湿行为的重要参数,其定义和特性如下:
前进接触角(θₐ)指液-固界面扩展时形成的接触角。当液体逐渐增加或固体表面倾斜导致液滴前沿扩展时,此时测得的接触角即为前进角。例如,向液滴添加液体,若表面粗糙或不均匀,液滴周界可能暂时不动,接触角增大,直到突然向前扩展,此时的角度即为前进接触角。
后退接触角(θᵣ)则是液-固界面收缩时的接触角。两者差异(Δθ = θₐ - θᵣ)称为接触角滞后,反映表面粗糙度、化学不均一性或污染等因素的影响。
表面粗糙度或化学组成不均会导致θₐ显著大于θᵣ。理想光滑表面中,液滴增减体积时接触角保持不变;而实际表面因滞后现象,θₐ成为动态润湿过程的关键参数。
通过上述分析,前进接触角不仅是润湿性研究的核心指标,也为材料表面工程提供了重要依据。
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