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接觸角測量儀---Wenzel模型介紹

發布時間: 2025-09-18  點擊次數: 289次

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Wenzel 模型是用來修正粗糙固體表面上 “液體潤濕行為" 的理論模型,簡單說它解決了楊氏方程解釋不了粗糙表面現象的問題,比如為什么同樣是疏水的材料,粗糙后水滴更難鋪開、甚至能站在表面上——這類現象可通過接觸角測量儀進行實驗驗證。

先明確核心背景:楊氏方程的前提是 “固體表面絕對光滑、均勻",但現實中幾乎所有固體表面都是粗糙的(比如磨砂玻璃、荷葉的微觀凸起、粗糙的金屬表面)。使用接觸角儀可實際測量這些表面的表觀接觸角,從而與理論值進行比較。

當表面變粗糙后,液體接觸的“實際面積"會比“看起來的宏觀面積"大得多,這種“面積差"會放大固體原本的 “親水 / 疏水脾氣"。Wenzel 模型就是把這種 “粗糙效應" 量化,修正了接觸角的計算。

Wenzel 模型的核心邏輯:“粗糙放大潤濕性"。可以用布料吸水類比,光滑的布料(光滑固體)水接觸的面積小,吸水能力一般;粗糙的海綿(粗糙固體)水接觸的“孔隙 + 表面"實際面積大,吸水能力會被放大。(如果布料本身親水,粗糙后更親水;如果布料本身疏水,粗糙后更疏水)。

Wenzel 模型的本質就是:粗糙表面通過增加 “固液實際接觸面積",讓固體固有的親水性或疏水性得到進一步增強。這種效應可通過高精度接觸角測量儀觀察到,而接觸角儀所測得的表觀接觸角正是判斷潤濕行為的關鍵指標。