什么是接觸角及水滴角計算方式

什么是接觸角?

接觸角也叫水滴角，主要就是液體與固定表面形成的角度，所以也稱為水滴角。當然可以不是水，也可以用其他液體。

接觸角是指在固、液、氣三相交界處，氣-液界面上的切線與固-液界面之間的夾角。

接觸角的大小可以反映液體在固體表面上的潤濕性質，接觸角越小，表示液體在固體表面上的潤濕性越好，即液體傾向于在固體表面鋪展；相反，接觸角越大，表示液體在固體表面上的潤濕性較差，即液體傾向于遠離固體表面。接觸角是衡量液體對材料表面潤濕性能的重要參數，通過測量接觸角可以獲得材料表面固-液、固-氣界面相互作用的許多信

接觸角的六種計算方式：

接觸角的計算方法有很多，它們主要針對氣—液—固體系的接觸角測算，但其中有些方法只需略加修改即可適用于液—液—固體系的接觸角測算：

量角法（Angle Measuring Mmethod）：借助于可移動和旋轉的量角器測量氣—液界面的切線與固—液界面的水平線所形成的夾角，即為接觸角。

量高法（Height-Width Method）：又稱θ/2 法或寬高法。科學家們認為當液滴體積小于6μl時，可忽略地球引力對其形狀的影響，認為液滴呈標準圓的一部分。因此通過選點測量液滴在固體表面上的高度及與固體接觸面的直徑，即可計算出液滴在固體表面的接觸角。?

圓環法（Ring Method）：認為液滴在固體表面呈標準圓的一部分。因此通過選點生成虛擬的圓形輪廓，然后通過改變圓形輪廓的大小使其與液滴重合，再通過其圓心位置計算出左邊或右邊的接觸角。?

橢圓法（Ellipse Method）：認為液滴在固體表面因受重力和表面張力等因素的影響而呈橢圓的一部分。因此通過選點生成虛擬的橢圓形輪廓，然后通過改變橢圓形輪廓的大小使其與液滴重合，再通過其圓心位置計算出左邊或右邊的接觸角。

切線法（Tangent Method）：又稱擬合法（Fitting Method）。主要用于分析固體表面上不規則形狀的液滴，如因接觸角滯后現象產生的前進接觸角和后退接觸角等。通過選點生成虛擬的圓，力求使虛擬的圓與液滴的左邊或右邊的某一段相重合，然后通過虛擬圓的圓心位置計算出左邊或右邊的接觸角。                     

楊-拉普拉斯方程（Young-Laplace Equation）：采用二值圖像邊緣特征檢測方法，提取液滴圖像輪廓邊緣的亞像素點，利用變權重最小二乘法擬合出滴液的輪廓。然后通過楊-拉普拉斯微分方程迭代法計算出本征接觸角。

以上6種計算接觸角的方法如果遇到液滴在凹面或凸面上，則需要將計算結果再加上凹面部分或減去凸面部分