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        临界胶束浓度(CMC)是用于测量和表征表面活性剂的重要参数，必须通过实验来确定。所有测量CMC的方法中，基于表面界面张力测量CMC的方法是常见的一种。传统上，采用DuNoüy环法或Wilhelmy片法来确定表界面张力，但无论是DuNoüy环法或Wilhelmy片法都不适合于测量含有表面活性剂的溶液。Wilhelmy片法遇到的问题是表面活性剂分子会吸附在Wilhelmy板金属(通常是铂金)表面上，这会导致明显的测量误差，甚至可能会影响溶液中表面活性剂的浓度。DuNoüy环法原则上仅适用于单组分（即纯净）液体，当涉及表面活性剂时，通常难以彻底清洁环，此外，也不可能获得特定的动态或平衡状态相对应的表面张力值。

        与传统测量方法形成鲜明对比，德国LAUDA Scientific光学接触角测量仪采用光学悬滴分析法测量临界胶束浓度(CMC)，LSA系列光学接触角测量仪配备CMC扩展模块，可实现CMC全自动测量。与传统的基于力学天平法测量CMC相比，它提供了WM的全新测量方法和全自动测量设备，功能强大，操作简单，可应用于科学研究、产品开发和工业生产。 

        与传统测量方法相比，光学悬滴分析法在准确性、可靠性、方便性和对包含各种表面活性剂的溶液的适用性，以及自动化程度方面，都具有明显的优势:

1) 较高的JD和相对精度：0.1%（JD）或0.01%（相对）；

2) 非常广泛的测量范围：从约10-3到几千mN/m；

3) WM的适用于测量表面和界面张力；

4) 全自动、无需监测即可完成测量；

5) 可暂停、中断，并继续测量；

6) 终点浓度在测量完成后仍可扩展；

7) 适用于各种表面活性剂；

8) 一次测量即可确定静态CMC以及动态CMC。

( 本文内容得到授权所有者的授权许可。) 

       德国Lauda Scientific公司接触角测量仪的悬滴测量法是基于全轮廓拟合法，与市场上其它的全轮廓拟合法相比，它具有以下的特点： 

       1. 采用亚像素（sub-pixel）检测悬滴的轮廓坐标，这相当于图像分辨率的成倍提高，有利于进一步提高计算的准确、可靠性；

       2. 在拟合时考虑了几乎所有的可能影响因素，也就是拟合模型考虑了目前所有计算方法中最多的物理参数，以确保在通常的实验条件下获得最准确的数值；

       3. 拟合中引入了robust statistics技术，以提高测量的抗干扰性和抗震动性；

       4. 计算速度高：可以达到每秒十几次的计算，适合对悬滴进行实时分析和控制；

       5. 适合分析测量体积范围和形状范围非常广的悬滴：从ZD可达悬滴体积Vm的约10%起就可以对悬滴进行测量计算，同时适合分析测量几乎所有可能形状的悬滴；

       6. 可以测量的表面/界面张力范围广：从约0.0001 mN/m起，ZD值不受限制。

       7. 能够处理分析无顶端（No-Apex）悬滴，消除了相机视野范围对可以进行测量悬滴尺寸的限制。

       8. 计算方法基于20世纪90年代开始的研究工作，并在过去的20几年一直处于演进过程中。是目前世界市场上，发展持续时间最长、经受过的实际测量磨练最多、应用最广泛的极少数几种计算方法之一。

       使用光学接触角测量仪测量接触角首先需要将液滴转移到被测样品表面，但是由于某些样品的超疏水特性，液滴总是粘附在注射针头的顶端，很难转移到样品表面。如果过分增大液滴的体积，利用重量把液滴转移下来，则过大的液滴会增加准确测量接触角的难度。有人不得不用手指轻弹注射针抖落液滴，但这不是规范的实验操作。非接触式注射液体是目前解决这个问题的有效办法。

       非接触式注液是指在注射器上安装一个针嘴，LAUDA Scientific光学接触角测量仪LSA100能够利用注射泵推进时产生的脉冲推射液体，使液滴直接落到样品表面上。这种注液方式避免了液滴在注射针头上的粘附，彻底解决了液滴向超疏水材料表面转移的问题。

       非接触式注液打破了传统注射单元只能控制注射速度的局限，将注射速度和注射加速度结合在一起，使得超疏水材料接触角测量的zui大障碍—液滴“包针”问题得以解决。

        滞留力测量是通过对放置在固体材料表面上的液滴施加水平横向离心力驱动其发生形变和zuizhong发生滑动的测量方法，滞留力测量功能是LAUDA Scientific光学接触角测量仪LSA100/LSA200具有的特色测量功能之一。

        LSA100/LSA200配置滞留力旋转台时，固体材料固定在旋转台之上，在快速旋转状态下置于材料表面上的液滴，受离心力驱动产生横向水平滑动的趋势，迫使液滴形状发生变化。当离心驱动力达到zuida滞留力数值的时候，液滴沿材料表面发生横向水平滑动。在这一动态过程中，仪器利用视频同步触发技术准确的抓拍到液滴形状和位置变化的一系列照片并记录相对应的旋转速度，通过软件自动处理得到滞留力数据以及前进接触角和后退接触角的变化曲线和ZD值。滞留力能够直接反映液体和固体之间界面上的相互作用力。

       滞留力和动态接触角可同步测量，利用滞留力和动态接触角同步测量功能，可以分析滑动过程中滞留力和液滴形状变化等因素之间的相互关系。

滞留力测量功能可完成以下测量：

|| 测量材料表面对液滴的zuida水平滞留力

|| 分析滞留力与液体张力、液滴形状及动态接触角等之间的关系

|| 分析动态润湿过程

滞留力旋转台的技术参数：

|| max离心力（加速度）：40 g

|| 转速范围：0---800 rpm

|| 旋转加速度：1---100 rpm/s

|| 转台直径：160 mm

|| 位置分辨率（可选件）：0.01mm 

德国LAUDA Scientific公司生产的视频光学接触角测量仪不仅可以准确可靠地完成接触角、滚动角、表面自由能和表界面张力等常用的测量任务，而且在高速动态、多功能测量方面显示出其独特的优势。

滞留力测量功能是LAUDA Scientific视频光学接触角测量仪独特的标志性测量功能。此外LAUDA Scientific光学接触角测量仪选配相应的附件测量模块可以完成单一纤维接触角测量，俯视法接触角测量，界面扩张流变测量，全自动临界胶束浓度测量（CMC）等特殊任务。LAUDA Scientific光学接触角测量仪所涉及的详细测量功能如下：

1. 自动测量接触角

软件具有成像清晰度判别功能，测量接触角时能够自动寻找基线、自动拟合轮廓。支持捕获气泡法测量模式。选用程序模板操作时软件显示操作向导，可以完成一键测量。对于材料表面特殊形状或结构形成的弯曲基线，可使用手动模式测量。

2. 动态接触角的测量

可以选用插针法或倾斜台法测量前进角和后退角，使用专用的Truedrop算法能够更加准确的测量不对称液滴的接触角。

3. 滞留力和动态接触角同步测量

LAUDA Scientific光学接触角测量仪配置滞留力旋转台时固体材料固定在旋转台之上，在快速旋转状态下置于材料表面上的液滴，受离心力驱动产生横向水平滑动的趋势，迫使液滴形状发生变化。当离心驱动力达到Z大滞留力数值的时候，液滴沿材料表面发生横向水平滑动。在这一动态过程中，仪器利用视频同步触发技术准确的抓拍到液滴形状和位置变化的一系列照片并记录相对应的旋转速度，通过软件自动处理得到滞留力数据以及前进接触角和后退接触角的变化曲线和Z大值。滞留力能够直接反映液体和固体之间界面上的相互作用力。

利用滞留力和动态接触角同步测量功能，可以分析滑动过程中滞留力和液滴形状变化等因素之间的相互关系。

4. 非接触式注射功能

LAUDA Scientific光学接触角测量仪能够利用注射泵推进时产生的脉冲推射液体，使液滴直接落到材料表面上。这种注液方式避免了液滴在注射针头上的粘附，解决了向超疏水材料表面转移液滴的问题。

5. 全自动倾斜台测量滚动角

 全自动倾斜台和视频系统由软件控制，自动记录倾斜过程中液滴的形状变化，倾斜角度和位置移动，自动测量滚动角、前进角和后退角等相关参数。

6. 测量单一纤维的接触角

单一纤维润湿接触角的测量经常应用在复合材料和特殊功能材料领域。不同于微升级液滴在平面材料上的接触角测量，单一纤维测量需要特殊的理论计算方法和高放大倍数的显微光学镜头等特殊附件。LAUDA Scientific视频光学接触角测量仪可以在同一台仪器上完成普通平面材料和单一纤维材料的润湿接触角测量。

7. 记录并分析粉末或多孔材料对液体的吸收过程

高速视频系统可以完成粉末或多孔材料对液体吸收过程的连续录像，并自动计算全过程的接触角变化数值。
8. 俯视法测量接触角

在已知液体表面张力和密度的前提下，LAUDA Scientific视频光学接触角测量仪能够准确控制液滴体积并利用俯视模块从正上方向下对液滴成像，能精确测量三相接触线或液滴Z大直径处周边线的形状尺寸，利用Laplace-Young模型计算得到接触角数值。

俯视法和传统侧视法联用可以同时对同一液滴进行接触角测量。俯视法解决了凹表面接触角和超亲表面极小接触角测量的难题，并在各向异性材料接触角测量和多角度润湿动态行为观察方面具有明显优势。

9. 表面能的计算和粘附功的分析

固体表面自由能测量软件包括了多种表面自由能数值及其组成计算方法，粘附功分析软件可以进一步分析粘附功。涉及到一般表面、低能表面、高能表面、等离子体处理表面等实际应用。

 
10. 双液滴接触角测量

在测量固体表面能的时候往往需要至少两种不同的标准液体，LAUDA Scientific接触角测量仪具备两种液体同时注射，一键式测量接触角的功能，这明显提高了进行大量固体材料表面能测量实验的工作效率。

11.测量表面张力

LAUDA Scientific接触角测量仪使用悬滴法对液体的表面张力或界面张力进行测量。测量方法符合国际标准ISO 19403-3/ISO 19403-4和德国工业标准DIN 55660-3。软件使用优化的Young-Laplace算法全自动计算张力，具有更快的动态计算速度，与高速注射单元联用时能对极短寿命的界面进行动态张力测量。
12. 振荡滴方式测量界面扩张流变

界面扩张流变研究是对表面活性物质界面可溶膜实施规律性的扰动，记录界面张力响应，测量粘弹模量等参数，通过数据处理和理论分析，Z终获得界面膜性质的丰富信息。LAUDA Scientific光学接触角测量仪既可以做液-液界面的振荡又可以做气-液界面的气泡振荡。

13. 全自动临界胶束浓度（CMC）测量

LAUDA Scientific接触角测量仪配置两个连续注射单元时可使用表面张力法进行全自动临界胶束浓度的测量，其中一个注射单元进行不同浓度溶液的配置，另一个注射单元连续形成液滴，测量全过程在程序自动控制下工作，而且避免使用吊片法测量时活性剂分子在铂金片上吸附时产生的影响，是测量临界胶束浓度的理想方法。

LAUDA Scientific接触角测量仪以其强大的测量功能，广泛应用于材料科学、界面化学和胶体化学等专业实验室，是科研工作者的有力工具。

       当将表面活性剂连续添加到溶液中时，溶液的某些物理性质，例如表面张力、电导率等，会随着溶液中表面活性剂浓度的增加而明显变化。这些变化是由于游离表面活性剂分子的增加导致的，游离表面活性剂分子以游离物质的形式存在于溶液中和/或吸附在表面/界面层。开始时，添加的表面活性剂分子优先吸附在表面/界面上，以减小表面/界面（以及整个系统）的自由能；随着浓度继续增加，表面活性剂分子的表面/界面覆盖率逐渐接近其饱和度。当表面活性剂浓度达到这个水平时，额外添加的表面活性剂分子开始在溶液中自发形成胶束，以降低系统的总能量。临界胶束浓度（CMC）是胶束开始形成、并且所有额外添加的表面活性剂都会形成胶束的，那一点的表面活性剂浓度。

       在到达CMC之前，表面张力受表面活性剂浓度的强烈影响。达到CMC之后，即便进一步增加表面活性剂的浓度，表面张力也相对稳定。CMC是用于测量和表征表面活性剂的重要参数，必须通过实验来确定。 其值还取决于温度、压力以及其他表面活性物质和电解质的存在。通常采用筛选程序来寻找到特定条件下的ZJ配方。

       在可用于测定CMC的方法中，最常用的是基于表面/界面张力（IFT）测量的方法。通常使用基于Du Noüy环法或Wilhelmy板法的力学张力仪，来测定IFT。然而，无论是Wilhelmy板法还是Du Noüy环法都不适合于测量含有表面活性剂的溶液。板法遇到的问题是表面活性剂分子会吸附在Wilhelmy板金属（通常是铂金）表面上，这会引起明显的测量误差，甚至可能会影响溶液中表面活性剂的浓度。环法原则上仅适用于单组分（即纯净）液体。当样品包含表面活性剂时，通常难以彻底清洁环，此外，也不可能获得与特定的动态或平衡状态相对应的表面张力值。

       与这些传统方法形成鲜明对比的是，LAUDA Scientific光学接触角测量仪采用光学悬滴分析(PDA)法测量临界胶束浓度(CMC)，光学悬滴分析方法在准确性、可靠性、方便性和对包含各种表面活性剂的溶液的适用性，以及自动化程度方面，都显示出明显的优势。这是与测定CMC有关的一些功能：

1) 较高的JD和相对精密度：0.1%（JD）或0.01%（相对）；

2) 非常广泛的测量范围：从约10-3到几千mN/m；

3) WM的适用于测量表面和界面张力；

4) 涵盖了一个巨大的时间跨度：从界面形成后不久（约50毫秒）到几乎无限。所有与时间相关的（IFT）值都可以从单个液滴/界面获得； 

5) 形成的液体界面与固体载体表面之间的接触面积很小（可忽略），这大大减少了由于表面活性剂分子吸附到固体表面上而引起的问题；

6) 可进行全自动测量：全自动悬滴分析（faPDA）。

       LAUDA Scientific光学接触角测量仪是基于视频光学图像分析测量原理的接触角、表面张力/表面能、润湿性和其它相关表面属性的分析测量仪器，从液体在固体表面的接触角、润湿性的测量，到固体表面自由能的计算分析，再到液体表面/界面张力的准确测定，它具有多样化的测量性能，详细介绍如下：

Ø 接触角自动测量

      软件具有成像清晰度判别功能，测量接触角时能够自动寻找基线、自动拟合轮廓。支持捕获气泡法测量模式。

Ø 动态接触角的测量

      可以选用插针法或倾斜台法测量前进角和后退角，使用专用的Truedrop算法能够更加准确的测量不对称液滴的接触角。

Ø 滞留力和动态接触角同步测量

      滞留力能够直接反映液体和固体之间界面上的相互作用力。利用滞留力和动态接触角同步测量功能，可以分析滞留力和液滴形状变化等因素之间的相互关系，应用于润湿特征分析和液滴流体动力学研究。

Ø 全自动倾斜台测量滚动角

      全自动倾斜台和视频系统由软件控制，自动记录倾斜过程中液滴的形状变化，倾斜角度和位置移动，自动测量滚动角、前进角和后退角等相关参数。

Ø 非接触式注射功能

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪具有非接触式注射功能，这种注液方式避免了液滴在注射针头上的粘附，解决了向超疏水材料表面转移液滴的问题。

Ø 单一纤维的接触角测量

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪可以在同一台仪器上完成普通平面材料和单一纤维材料的润湿接触角测量。

Ø 两种方法计算粉末或多孔材料的接触角并分析润湿性

      I: Washburn法分析亲水粉末的润湿性并计算接触角；

      II: 高速视频系统完成粉末或多孔材料对液体吸收过程的连续录像，并自动计算全过程的接触角数值。

Ø 俯视法接触角测量

      俯视法接触角测量解决了凹表面接触角和超亲表面极小接触角测量的难题，并在各向异性材料接触角测量和多角度润湿动态行为观察方面具有明显优势。俯视法和传统侧视法联用可以同时对同一液滴进行接触角测量。

Ø 表面能的计算和粘附功的分析

      固体表面自由能测量软件包括了多种表面自由能数值及其组成计算方法，粘附功分析软件可以进一步分析粘附功。

Ø 双液滴接触角测量

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪具备两种液体同时注射，一键式测量接触角的功能，这明显提高了进行大量固体材料表面能测量实验的工作效率

Ø 表面张力的测量

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪使用悬滴法对液体的表面张力或界面张力进行测量。

Ø 振荡滴方式测量界面扩张流变

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪既可以做液-液界面的振荡又可以做气-液界面的气泡振荡。振荡频率 0.0005---10Hz，振荡过程中自动进行液滴体积补偿，实时计算并跟踪模量测量结果，支持变频率振荡。

Ø 全自动临界胶束浓度(CMC)测量

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪配置两个连续注射单元时可使用表面张力法进行全自动临界胶束浓度的测量，测量过程在程序自动控制下进行，避免了吊片法测量时活性剂分子在铂金片上吸附时产生的影响，是测量临界胶束浓度的理想方法。

       LAUDA Scientific光学接触角测量仪多样化的测量功能，结合其杰出的性价比，为测量和分析各种液/流/固-界面体系提供了一款专业和通用的工具，使得其可以广泛应用于多个应用领域，为材料科学、胶体与界面化学及液滴流体动力学等相关实验室提供了更加专业，更加高效的解决方案。

光学接触角测量仪LSA MOB-P是LAUDA Scientific公司生产的一款基于俯视法的在线接触角测量设备，它可以独立运行或被整合到已有的在线测量系统中，用于实时测量样品表面的接触角、润湿性、洁净度等，以实现产品质量的在线控制。

在线接触角测量仪LSA MOB-P具有如下特征：

Ø 不受样品尺寸的限制

Ø 不受样品形貌的限制

Ø 可以测量平整的、凹凸的表面

Ø 可以测量测量点周围有视线障碍的表面

Ø 可以准确、可靠地测量低至0度的接触角

Ø 测量时，可与样品表面保持高达25mm的距离

Ø 全自动测量

Ø 测量的结果可以通过TTL信号，或者软件接口形式反馈

Ø 测量速度快，可以在约1-2秒内完成一个测量

在线接触角测量仪LSA MOB-P的测量性能：

Ø 固体表面接触角测量；

Ø 固体表面表面能测量和评估；

Ø 表面洁净度或表面经过处理效果评估；

Ø 样品表面的亲水/疏水性评估；

Ø 凹曲面的接触角或润湿性测量、评估；

Ø 在线全自动测量/质量监视和控制。

近日，我司工程师在旭川化学（苏州）有限公司成功安装调试一台德国LAUDA Scientific公司生产的光学接触角测量仪LSA100。旭川化学主要从事聚氨酯及相关产品的研发和生产，光学接触角测量仪LSA100以高标准、高精度的优势完成粘合剂和聚氨酯材料之间的润湿性的检测。参加培训的工程师都对仪器操作简便、多功能化、精度高表示赞赏。

光学接触角测量仪LSA100是一款性价比较高的产品，它以测量静态接触角、表面张力为基础，可以扩展成一台测量滞留力、滚动角、震荡/扩张液滴测量和俯视法测量不均匀液体的接触角的仪器,还可以完成特殊基线的测量、高速记录吸收材料的吸收过程和实时跟踪显示体积变化等功能。

旭川化学以不断提升自主创新能力，以技术占领市场高地为理念，对技术研发方面严格要求，此次能选择我司产品，是对我司的认可和鼓舞。

北京东方德菲仪器有限公司以诚信为本，客户至上的经营理念，致力于成为客户的信赖的终生战略合作伙伴，持续不断地为客户提供高精度、高质量的、有竞争力的产品和优质的服务，帮助客户在科研的道路上有越走越远。

临界胶束浓度(CMC)是用于测量和表征表面活性剂的重要参数，必须通过实验来确定。 传统上采用 DuNoüy 环法或 Wilhelmy 片法来确定表界面张力，然后基于表面界面张力来测量CMC。但无论是 DuNoüy环法或还是Wilhelmy 片法都不适合于测量含有表面活性剂的溶液。

LAUDA Scientific接触角测量仪发现了测量CMC的新方法，即采用光学悬滴分析法测量临界胶束浓度(CMC)，LAUDA接触角测量仪能够配备CMC扩展模块，实现光学悬滴法CMC全自动测量。与传统的基于力学天平法测量 CMC 相比，LAUDA接触角测量仪提供了完美的全新测量方法和全自动测量设备，功能强大，操作简单，可应用于科学研究、产品开发和工业生产。 

与传统测量方法相比，光学悬滴分析法在准确性、可靠性、方便性和对包含各种表面活 性剂的溶液的适用性，以及自动化程度方面，都具有明显的优势:

1) 较高的绝对和相对精度

2) 非常广泛的测量范围：从约 10-3 到几千 mN/m； 

3) 完美的适用于测量表面和界面张力； 东方德菲知识分享 

4) 全自动、无需监测即可完成测量； 

5) 可暂停、中断，并继续测量； 

6) 终点浓度在测量完成后仍可扩展； 

7) 适用于各种表面活性剂； 

8) 一次测量即可确定静态 CMC 以及动态 CMC。

      东方德菲代理的德国LAUDA Scientific品牌的LSA60视频光学接触角测量仪成功入驻国科天骥新材料有限责任公司光刻胶滨州生产园区并交付使用。

       此台LSA60视频光学接触角测量仪主要用于芯片核心材料--光刻胶的研发生产使用。LSA60配备了静态接触角、动态接触角、表面自由能和滚动角测量等测量功能。我司工程师在客户现场对设备进行安装、调试，并对国科天骥工程师提供现场培训。培训中，工程师详细讲解了仪器的硬件、软件、仪器所具备的测量功能及如何对设备进行日常的维护，并在现场对客户进行了各种操作功能的演示，和客户一起动手做实验。通过实验解决了客户实验中的一些困扰，获得客户的一致赞赏。

       视频光学接触角测量仪在光刻胶上的使用，是继宝莱特、华为等研究芯片领域上的一大突破。我们也将不负众望，在各大院校和科研机构的支持下，使我们的产品在我国的芯片生产企业中尽快普及，为我国独立自主的半导体工业作出我们的贡献。

       采用悬滴测量法使用不同厂家的接触角测量仪测量表界面张力，测量结果会有很大的差异。 那么差异来自于哪些因素呢？

       悬滴法是一经典的测量方法，说它经典因为它的测量原理其实已经相当古老，起源于19世纪初的Laplace和Young所建立的方程。但这一方程对于悬滴无解析解，所以在早期，测量方法建立在对一些实际、已知体系进行测量的经验基础上。直到19世纪末，Bashforth and Adams 在Laplace-Young方程的基础上，推导出了准确描写ZX轴对称悬滴的方程，但这一方程仍然无解析解。后来（20世纪50-60年代）人们才在计算机的帮助下，通过对Bashforth-Adams方程的数值求解，从理论上得到了可以用于实际测量的校正因子表格，在这一表格的帮助下，可以通过测量一个悬滴几个关键位置/截面（5个或以上位置）的尺寸，来计算出表面张力值。这就是所谓的选择平面法或选面法（Selected-Plane Method）。这一方法迄今仍被不少仪器厂家采用（即使他们也采用数码相机进行摄像和运用计算机来进行计算），其测量结果的精度严重地依懒于这几个关键尺寸/位置的测量准确性和悬滴的形状和WM性，对许多不符合其求的悬滴形状也不能够进行测量（因为缺少对应的关键尺寸/位置）。采用这一测量方法的准确性一般在百分之几以上，有时可以高达10-20%以上。另外操作人员的人为影响也可以非常显著。

       20世纪80年代以来，随着计算机技术和数字图像技术的发展，才真正迎来了悬滴测量法的革新时代。在二者的结合下，可以获得整个悬滴轮廓的坐标（坐标点数少则几百多则几千），可以对Laplace-Young方程或者Bashforth-Adams方程直接进行数值求解，然后通过将获得的整个悬滴轮廓的坐标与准确描写悬滴轮廓的方程的直接比较或拟合，得到相对应体系的物理参数值，包括表面张力值。这一方法称为全轮廓拟合法（whole drop profile analysis）。全轮廓拟合法适合所有形状的悬滴，也适合计算部分轮廓的悬滴。

       但即使对于市场上均采用全轮廓计算/拟合法的不同厂家，由于方法具体细节上的差异（比如如何获得轮廓点的坐标以及其精度）、所考虑的拟合参数数量的不同、所采用的拟合目标函数（merit function）和拟合方法的不同等，相互之间也存在差异，这反映在方法能够达到的精度、稳定性（robustness）以及速度等方面。

LAUDA Scientific光学接触角测量仪是基于视频光学图像分析测量原理的接触角、表面张力/表面能、润湿性和其它相关表面属性的分析测量仪器，可用于直接测量液/气/固-三相界面体系的接触角和液/液-界面的表面/界面张力，以及考察液体在固体表面上的润湿、铺展、粘附、吸附、渗透/吸收等现象和过程，测量和评估固体表面经不同过程处理或清洗后取得的效果等。它可用来间接地测量固体表面的自由能以及极性、非极性等组分，并在此基础上分析、推测和预测液体在固体表面上的润湿、粘附特性等。

LAUDA Scientific光学接触角测量仪广泛应用于界面化学、材料科学等专业实验室，以及石油、化工、日化、电子等工业企业的质量控制部门和政府部门所属的官方质检单位，为专业实验室提供了更专业、更多样化、更有效的解决方案。LAUDA Scientific光学接触角测量仪的主要应用领域如下：

Ø (物理或化学的)表面改性过程的研究，如清洗，化学嫁接，等离子体处理等对表面的润湿和粘附性的影响；

Ø 研发实验领域：液体和熔融聚合物体系表/界面张力的测量，以及研究其与化学结构、老化、组分浓度、温度、压力、外加电场等的关系；

Ø 表面活性剂，肥皂和清洁剂：效果指标，动态属性，筛选/配方优化等；

Ø 乳液；

Ø 喷雾，油漆和涂料；

Ø 生物/医学应用：如检测和表征蛋白质，表征生物相容性材料（如高分子材料）的润湿和粘附性以及粘附的蛋白质；

Ø 聚合物涂层的检验；

Ø 纸张/织物/薄膜和油墨产业：墨水和水的滲透，墨水和涂料配方的改进（铺展动态属性）；

Ø 化妆品（如化妆品在人体皮肤的润滑性，化妆品在人体皮肤上的应用效果，…）；

Ø 食品工业；

Ø 清洗过程的效果/清洁度的监测 (如玻璃工业，LCD面板等)；

Ø 检测PCB或电子部件上的有机污染；

Ø 工业表面处理（如晶片表面经氧化处理后，液晶面板）；

Ø 涂料/漆和粘合剂领域的应用，金属表面在从漆前的处理/准备；

Ø 表面焊接/粘合前的处理，以提高/保证粘合剂的有效铺展、粘合力；

Ø 等离子体电浆表面处理/清洗后的效果检测，如提高表面的亲水性；

Ø 溶液（如洗涤液、电化学反应液等）表面活性剂浓度以及表面活性的实时监测

......

       德国LAUDA Scientific光学接触角测量仪采用光学悬滴分析法测量临界胶束浓度(CMC)，CMC扩展模块可适配于LSA系列所有光学接触角测量仪，基于全自动悬滴分析（faPDA）方法，可实现CMC全自动测量。 与市场上传统的基于力学天平的方法相比，它提供了全新的测量方法和全自动测量设备，功能强大，操作简单。可应用于科学研究、产品开发和工业生产。

       CMC扩展模块主要由双注射泵，一或两个电磁搅拌器以及软件包组成。

测量可以完全自动进行而无需监测。而且，无论出于何种原因，您都可以中断或暂停测量过程，稍后可以再继续测量。测量完成后，发现最初设置的浓度终点不够高，您可以添加额外步骤以扩展浓度范围！

       通过IFT与浓度的曲线，可以轻松确定CMC值和其他相关参数。

       通过测量IFT与时间和浓度的变化关系，不仅可以确定IFT与浓度[ IFT（c）] 在准平衡态（静态）下的关系以获得相应的静态CMC值，而且还可以测量在任何表面/界面形成时间点的IFT与浓度的相关性，以获得全面的IFT /表面活性剂浓度/界面形成时间[ IFT（c，t）] 的关系，从而得到CMC数值与时间(界面形成时间)的曲线，即动态CMC数值曲线 CMC (t)。后者在诸如高速印刷，发泡等快速动态工业过程中极其重要。

简单总结一下，基于faPDA的CMC模块的一些独特功能：

|| 全自动，无需监测即可完成测量；

|| 可暂停、中断，并继续测量；

|| 终点浓度在测量完成后仍可扩展；

|| 适用于各种表面活性剂；

|| 一次测量即可确定静态CMC以及动态CMC。

技术参数 :

表面/界面张力精度；准确度；测量范围：0.01%； 0.1%；10-3 – 2000 mN/m.

表面活性剂的浓度范围：母液浓度0 –70%

浓度节点数：无限制

测量模式：静态CMC，动态CMC

测量时间长度：从大约30分钟到几个小时（取决于参数设置）

       近日，东方德菲公司工程师赴山西师范大学功能配合物实验室成功安装调试一台德国LAUDA Scientific GmbH生产的LSA100光学接触角测量仪，姚如心老师主要从事有关膜材料性能研究的科研项目，涉及范围广泛，科研时间较长，水平较高。LSA100配备了非接触式加液单元、滚动角测量和滞留力测量等功能，给科学研究提供了一大助力。

       LSA100光学接触角测量仪配备了滞留力旋转台，实时跟踪液滴在样品上发生形变进而产生滑动的过程，与滚动角旋转台搭配对研究更有帮助。许多样品上滴一滴液滴进行测量，看起来挺疏水的，但在做滚动角时即使在90°时也不发生滚动，说明液滴与样品的粘滞力还是很强的。引进滞留力旋转台不仅能够做亲水材料也能做疏水材料的研究。

       北京东方德菲仪器有限公司已走过近20个年头，一直致力于为科研工作者提供得心应手的科研仪器和高水平的专业售后服务。未来也会不忘初心，为更多的科研工作者提供优质的服务和高水准的仪器设备，愿合作共赢！

LAUDA Scientific光学接触角测量仪是基于视频光学图像分析测量原理的接触角、表面张力/表面能、润湿性和其它相关表面属性的分析测量仪器，按性能、功能、自动化程度、可扩展性和方法原理分为LSA60，LSA100和LSA200以及LSA MOB-X四大系列。

LAUDA Scientific光学接触角测量仪可以提供如下测量：

Ø 液体在固体表面接触角的测量，包括静态接触角，动态接触角(前进角/后退角)；

Ø 液体在固体表面滚动角的测量；

Ø 表面张力测量：液体(包括熔融液体)在各种温度下的静态/动态表面张力；

Ø 界面张力测量：液/液-体系在各种温度下的静态/动态界面张力；

Ø 液体表面张力值的极性、非极性等组分的测量；

Ø 临界胶束浓度(CMC)的测量：各种不同表面活性剂体系的CMC测量，包括动态和静态CMC；

Ø 液体在固体表面的润湿、铺展、渗透/吸收等属性的测量和表征；

Ø 液体在多孔性固体表面(包括在高分子薄膜和矿物质表面)的润湿、铺展、渗透 / 吸收等属性的测量和表征；

Ø 液体在固体表面的粘附力测量；

Ø 液体在固体表面的滞留力测量；

Ø 固体表面自由能及其各组分(极性、非极性、…)的测量；

Ø 固体表面对各种不同液体的润湿性和粘附力的分析和评估；

Ø 表面的清洁度、表面均匀性的测量和评估；

Ø 低至0度的接触角的准确测量；

Ø 凹表面处接触角的无损害测量；

......

LAUDA Scientific光学接触角测量仪广泛应用于各个行业领域，比如表面活性剂、手机制造、涂料油墨、造纸印刷，纺织纤维、生物医学等领域，接触角测量仪已经成为了一项评估表界面性能的重要仪器。

        临界胶束浓度(CMC)是用于测量和表征表面活性剂的重要参数，必须通过实验来确定。德国LAUDA Scientific光学接触角测量仪采用光学悬滴分析法测量临界胶束浓度(CMC)，LSA系列光学接触角测量仪配备CMC扩展模块，CMC扩展模块主要由双注射泵，一或两个电磁搅拌器以及软件包组成。测量可以完全自动进行而无需监测。与传统的基于力学天平法测量CMC相比，它提供了全新的测量方法和全自动的测量设备，功能强大，操作简单，可应用于科学研究、产品开发和工业生产。

        与传统测量方法相比，LAUDA Scientific光学接触角测量仪采用的光学悬滴分析法在准确性、可靠性、方便性和对包含各种表面活性剂的溶液的适用性，以及自动化程度方面，都具有明显的优势。

基于光学悬滴分析法的CMC模块的一些独特功能：

|| 适用于测量表面和界面张力；

|| 全自动，无需监测即可完成测量；

|| 可暂停、中断，并继续测量；

|| 终点浓度在测量完成后仍可扩展；

|| 适用于各种表面活性剂；

|| 一次测量即可确定静态CMC以及动态CMC。

技术参数 :

表面/界面张力精度：0.01%；

表面/界面张力准确度： 0.1%；

表面/界面张力测量范围：10^-3–2000 mN/m.

表面活性剂的浓度范围：母液浓度0–70%

浓度节点数：无限制

测量模式：静态CMC，动态CMC

测量时间长度：从大约30分钟到几个小时（取决于参数设置）

        纤维在液体基质中的润湿行为在纺织工业和高级纤维增强复合材料的制造中起着重要作用。纤维样品的尺寸可能介于外径5µm（如超细纤维）至数毫米（如金属丝等）之间，由于纤维样品的圆柱形状和微小直径，液滴表面在接近三相接触点时会急剧变化，甚至出现拐点（座滴的轮廓在平面样品上永远不会出现拐点），导致直接在纤维样品上测量接触角通常比在平面上要困难得多。

        单一纤维的接触角，是基于对单丝上单个液滴的直接微观观测，通过液滴的轮廓采用完全不同的计算算法来确定接触角。

        用于描述和计算液滴在单丝（DoF）体系接触角的数学模型，是基于与测量常规座滴接触角相同的Laplace-Young方程（参见下图的公式）。然而，边界条件的选取有很大差别，这导致液滴的轮廓完全不同。如果可以精确测量液滴的长度l 和高度 h，则可以根据系统方程计算接触角，该方程称为ZD液滴长-高法（MLH）。然而，在实际应用中，很难精确测量液滴ZD长度l，特别是对于直径小于15µm的超细纤维，因为很难从视觉上或数学上明确的识别纤维表面的三相接触点。然而，接触角的数值即使对液滴长度l值中的微小误差也相当敏感。

        为了克服这一困难，LAUDA Scientific光学接触角测量仪的SurfaceMeter软件采用了多种计算方法，通过DoF体系的液滴外形来计算接触角。除了ZD液滴长-高法之外，它还提供了广义液滴长-高法（GLH）。GLH法不仅通过(l, h)数值对确定接触角的值，而且还根据许多其它轮廓坐标对确定接触角的值。因此，采用整个液滴轮廓进行计算，而不仅仅是MLH法那样只使用两个，这使得该方法更加可靠和精确。

        直径小于15µm的微纤维上的液滴体积通常小于100pl（皮升），因此，这类测量需要使用特殊的皮升注射单元。此外，还需要适用于微纤维的高倍光学系统和特殊样品台。

        除DoF法外，LAUDA Scientific光学接触角测量仪还提供了另一种光学方法，用于研究直径范围从几微米到几毫米的单丝的润湿行为，这就是所谓的Liquid-Bridge Meniscus (LBM)液桥法。

与DoF法相比，LBM法可以测量大于90度的接触角。LBM法也考虑了重力因素，因此这种方法可用于测量任意尺寸的单丝。此外，由于有足够多的液相，因此液体的蒸发对于LBM法来说根本不是问题，而对于DoF来说则是一个严重的问题。

        借助DoF法和LBM法，LAUDA Scientific为客户提供了目前市场上ZJ的单一纤维测量方法，用于研究从微米级的超细纤维到毫米级的圆棒的润湿性。借助于粉末和多孔样品模块（POM），超细纤维也可以作为纤维束进行研究。

( 本文内容得到授权所有者的授权许可)。 

近日，LAUDA Scientific OSA60 光学接触角测量仪入驻安徽工程大学生物与化学工程学院唐海教授课题组。唐海教授主要从事亲水膜的研究，亲水膜因其耐污染等性能，成为当前分离膜研究的热点之一。OSA60光学接触角测量仪能够准确测量亲水膜的接触角并计算表面自由能，为亲水膜的研究增添了一大助力。

OSA60光学接触角测量仪是德国Lauda Scientific品牌在ZG国内的组装型号，性价比远高于原装进口接触角测量仪和国产接触角测量仪，它可以准确可靠测量接触角、表面自由能、和表界面张力等常见的测量，其主要测量性能如下：

 测量静态接触角

 测量动态接触角

 测量液体的表面/界面张力

 分析液体表面张力及其组成

在线测量表面/界面张力

 计算固体的表面自由能及其组成

 计算及分析粘附功

 记录吸收材料的吸收过程

OSA60光学接触角测量仪结构简单，占用空间小，性价比高，适用于高校和科研院所中与材料和界面化学相关的实验室，以及石油、化工、日化、电子等工业企业的质量控制部门和政府部门所属的官方质检单位。