产品
  • 产品
  • 品牌
  • 解决方案
  • 新闻
首页 - 解决方案
Cassie-Baxter方程-表面极端润湿性表征

2022-06-02

返回列表

作者:Susanna Laurén,Biolin Scientific

杨式方程是润湿性定义的基础。然而,众所周知杨式方程在真实曲面上是无效的。该理论假设的是理想表面,这意味着化学和表面形貌的均一性。但实际上很难存在理想表面,除了表面上各处的化学性质不均一以外,至少表面在纳米尺度上总是粗糙的。为了更好地表征真实表面的接触角,提出了不同的表面润湿状态。目前讨论最多的是Wenzel态和Cassie-Baxter态。


• Cassie定律

Cassie定律描述了液体在化学非均一表面上的接触角。该定律于1948年首次提出[1]。根据该公式,非均一表面上的接触角可表示为

cosθc1cosθ1 + σ2 cosθ2 

θ1和θ2是两个化学性质不同的区域上的接触角,σ1和σ2是相应表面区域的占比。这样的方程实际上用处不大,因为不太可能找到具有明显化学非均一性的表面,更不用说能准确知道非均一部分的表面积了。


• Cassie-Baxter方程描述多孔表面的润湿性

实际上更常见的方程是Cassie-Baxter[2],描述了多孔表面上的接触角。不同于Cassie定律中的两种不同的化学表面,而是表面由固体与液滴和空气接触的区域组成。方程可以写成:

cosθc1cosθ1 – σ21(cosθ1+1) –1

由于液滴与空气的角度为180°,σ2=1-σ1


• Cassie-Baxter和Wenzel状态方程的组合表征极端润湿性

虽然用Cassie-Baxter方程计算理论接触角有一定困难,但该模型已广泛用于表征极端润湿性表面。该模型表明,减少固体与液体之间的接触面积(即增大液体与空气接触面积),在同一光滑固体上的接触角大于90°时,接触角会增大。


由于光滑表面上的最大接触角约为120°,大多数超疏水表面采用双尺度粗糙度。在这些表面上,在这些类型的表面上,你可以使用微柱阵列,阵列上涂有纳米颗粒,以增加纳米级的粗糙度。这些表面使用Cassie-Baxter和Wenzel模型表征极端润湿性。


[1] A. B. D. Cassie, "Contact angles," Discussions of the Faraday Society, vol. 3, pp. 11-16, 1948.
[2] A. B. D. Cassie and S. Baxter, "Wettability of porous surfaces," Transactions of the Faraday Society, vol. 40, pp. 546-551, 1944.

点击下载

请输入以下信息
手机号
* 发送验证码
验证码
*
姓名
*
邮箱
*
公司
*
感兴趣的产品
*

Delivering Growth – in Asia and Beyond.

  • 首页
  • 在线留言
  • 联系电话
  • 返回顶部
  • Think Asia. Think DKSH.