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美国科诺领先于世界研制成功世界首台3D视频光学接触角测量仪

目前文献以及商业化的视频光学接触角测量仪均为2D视频光学接触角测量仪,其特征为仅仅测试一个视角条件下的接触角值。且目前的接触角算法如圆拟合、椭圆拟合、Young-Laplace方程拟合均是轴对称即左右对称的计算方法,当然除了部分厂家提供的局部曲线拟合技术如切线法或广义二次曲线法。通过数十年的销售以及与客户交流过程,我们发现世界上几乎没有左、右接触角完全对称的材料。光滑如玻璃、硅片材料,由于材料本身的化学多样性、化学异构性、纳米级物理结构以及表面清洁度等原因,基本上接触角值均体现出了在不同视角条件下左、右接触角值会不一样。为此,新一代专业工具3D视频光学接触角测量仪应运而生。3D接触角仪通过测试360度旋转后不同视角条件下的接触角变化,表征接触角异构性以及接触角滞后性,为更精确的表征材料性质(材料的均匀度、清洁度等)提供了强有力的保证。我们独家提供的基于ADSA-RealDrop算法的Young-Laplace方程拟合技术,可以整体拟合左、右不同的接触角值。由于我们掌握的这两项技术,为实现3D视频光学接触角测量仪提供了保证。目前本技术美国科诺授权其亚太区战略投资公司上海梭伦信息科技有限公司在中国申请专利。

1,视频1:3D视频光学接触角测量仪

本视频演示了一种新发明的接触角测试仪器:3D接触角仪。基于多年来测试经验,我们发现对于绝大多数的样品,其接触角在左右两边通常均是不一致的。如果通过旋转样品90度,我们可以很容易发现此时的接触角值与没有旋转前视角时的接触角值不一样。而出现这种情况的原因主要包括:第一,材料本身表面微观结构或宏观结构的不一致,如视频中给出的两个图片一样,一个是硅片,表面在镀上硅材料时存在一些垂直与横向不一致的结构,一个是叶片,表面明显存在纹理结构;第二,材料表面的化学多样性。因此,我们在全世界首家创新性发明了样品台水平360度旋转的测试功能。本视频演示了在样品台沿水平向自动旋转360度时测试接触角变化的情况,并称之为3D接触角仪。最终,最终的结果可以导出为AVI文件。

2,视频2:3D视频光学接触角测量仪用于测试水稻叶片的接触角值。

本视频演示了3D接触角仪用于测试水稻叶的接触角值的过程,可以用于考察样品的化学多样性、化学异构性以及接触角滞后性等。通常而言,由于化学异构性、纳米级的物理结构、表面清洁度等原因,物质的接触角值在2D状态时几乎没有完全左右一致的。而3D接触角仪正好可以满足测试样品的接触角滞后时的接触角高精度需求。通过本视频可以清晰的看到,水稻叶片表面的绒状结构导致各个方向的接触角值会有一点点变化,变化范围从142-144度之间。而通过这个光学接触角仪可以非常清晰的看到表面的一些结构。采用样品台水平旋转的方法,可以测试360度视角范围的接触角变化情况。结合ADSA-RealDrop法,可以很好的完成非轴对称情况下的接触角测值。水平旋转样品台加上ADSA-RealDrop算法是完成这样的测值的绝配。3D接触角仪需要两个部分:水平旋转形成360度视角的机械结构,可分左右整体拟合接触角值的算法,如ADSA-RealDrop。

   
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