光学接触角測定器は高分解能イメージングと画像分析技術を通じて、液滴の固体表面への接触角を正確に測定し、それによって材料の濡れ性、清潔度、コーティング均一性または表面エネルギーを評価し、新材料の研究開発、半導体、生物医学および品質検査の分野に広く応用されている。光学接触角測定器の測定精度は±0.1°に達することができるが、操作の詳細に敏感である。仕様が使用されている場合にのみ、データの信頼性を確保できます。

一、実験前準備:環境とサンプル処理
環境制御:無振動、無気流、恒温(23±2℃)、低湿度(<60%RH)の実験台で操作し、液滴の蒸発や揺れを避ける、
サンプルクリーニング:測定する表面は洗浄(例えば超音波洗浄+プラズマ処理)し、油汚れ、ほこりまたは酸化層を除去し、表面の均一性を確保する必要がある、
液体選択:よく脱イオン水、エチレングリコールを使用し、液体は新鮮で気泡がなく、注射針は清潔で残留がないことが必要である。
二、設備の校正とパラメータの設定
水平較正:内蔵電子水平計または外付水平定規を使用して、台座脚ねじを調節し、サンプル台の絶対水平を確保する、
レンズフォーカス:標準のキャリブレーションシート(既知の角度のシリコンシートなど)を配置し、ズームと光源の明るさを調整し、液滴の輪郭をシャープにする、
ソフトウェア設定:
適切なアルゴリズムを選択する(Young-Laplaceは高精度、接線法は高速フィルタリングに適している)、
フレームレートを設定する(静的測定1-5 fps、動的前進/後退角は高速録画が可能)、
自動ベースライン認識を有効にし、人為的誤差を低減します。
三、液滴堆積と画像収集
針の位置決め:微量注入針を垂直に試料表面に合わせ、針先は表面から約1-2 mmである、
液滴体積制御:通常2-5μL(大きすぎて広げやすく、小さすぎて蒸発しやすい)、高精度注射ポンプを使用して繰り返し性を確保する、
安定放出:ゆっくりと液滴を押し出し、衝撃による初期変形を避ける、
即時撮影:液滴が表面に接触した後1-3秒以内に画像撮影(特に吸水性材料)を完了する、
多点測定:同一材料は少なくとも5つの異なる位置を測定し、平均値を取り、局所欠陥干渉を排除する。
四、データ処理と結果検証
手動修正:自動フィッティング偏差が大きい場合は、ベースラインまたは輪郭点を微調整できます。
記録環境パラメータ:温度、湿度、液体ロット番号及びサンプル処理方式を同時に表示する、
交差検証:重要なサンプルに対して、表面エネルギー計算または多液体法(OWRKモデル)を結合して信頼性を高めることができる。