什么是動態(tài)接觸角水滴角

楊氏方程中所預(yù)示的接觸角是假定固體表面平坦光滑、化學(xué)均勻、各相同性，固—液—氣三相達(dá)到熱力學(xué)平衡狀態(tài)下的接觸角，也稱之為靜態(tài)接觸角（Staic Contact Angle）θO，即固—液—氣三相接觸線靜止未發(fā)生移動的接觸角。

但實際的固體表面在一定程度上可能存在粗糙不平、化學(xué)組成不均一，受污染等多種情況，這就使得實際接觸角并非如楊氏方程所預(yù)示的取值。而是在相對穩(wěn)定的兩個角度之間變化，這種現(xiàn)象被稱為接觸角滯后現(xiàn)象。上限為前進接觸角（Advancing Contact Angle）θA，下限為后退接觸角（Receding Contact Angle）θR。通常定義，液—固界面取代氣—固界面后形成的接觸角叫前進接觸角；而氣—固界面取代液—固界面形成的接觸角叫后退接觸角。一般情況下前進角總是大于后退角，二者之差θA-θR=Δθ定義為接觸角滯后（Contact Angle Hysteresis）。

接觸角滯后的大小決定了液滴從固體表面滾落的難易程度，滯后越大表明液滴越不易從表面滾落。滾動角（Sliding Angle）能直觀的反映出接觸角滯后的大小。所謂滾動角是指一定體積的液滴從固體表面發(fā)生滾落時所需的最小傾斜角度，用α表示。滾動角與前進角和后退角之間的關(guān)系可由Furmidge公式給出：

m·g·sinα=γLGW(cosθR-cosθA)       (1)

(1)式中m為液滴的質(zhì)量，g為重力加速度，W為固—液接觸面的直徑，由此式可得出接觸角滯后越小，滾動角就越小。

在前進角和后退角區(qū)間內(nèi)，固—液—氣三相接觸線是保持靜止的，此時應(yīng)為靜態(tài)接觸角；而當(dāng)出現(xiàn)前進角或后退角時，三相接觸線開始發(fā)生移動，這種固—液—氣三相接觸線發(fā)生移動的接觸角稱之為動態(tài)接觸角（Dynamic Contact Angle）θD。

前進角通常反映的是表面能較低、與液體親和力弱的那部分固體表面區(qū)域的性質(zhì)；后退角則相反。對于超疏水性材料，如果知道了前進接觸角、后退接觸角以及液滴的起始滾動角，就可以更好的了解材料的表征；同樣在表面是傾斜的情況下，考察液體在表面的潤濕行為就必須分析動態(tài)接觸角才能更好地反映實際情況。