动态接触角描述的是液滴在运动表面上的接触角。它不是一个固定的值,而是一对值:前进角:当表面推开液滴(或液滴向前铺展)时,在液滴前端形成的较大接触角。后退角:当表面拉回液滴(或液滴向后收缩)时,在液滴后端形成的较小接触角。
一个经典的比喻:想象在桌面上倾斜一个水滴:水滴的下方(前端) 会试图向前爬,但被表面张力拉住,形成一个较大的角度,这就是前进角。水滴的上方(后端) 会向后收缩,形成一个较小的角度,这就是后退角。
为什么这很重要?静态接触角(我们通常说的那个固定值)只是一个理想状态。动态接触角(前进角与后退角之间的差值,称为接触角滞后)才真正反映了表面的真实物理化学性质,如粗糙度、化学不均匀性等。它决定了液滴在表面上开始移动的难易程度。滞后越大,液滴越难移动(比如莲花效应);滞后越小,液滴越容易滚动。
其实就是液体在固体表面动态移动时(比如铺展、收缩或滑动)测量的接触角,和液体静止时的 “静态接触角" 对应。它能反映液体与固体表面作用的 “动态过程",而不只是最终的平衡状态。核心特点和价值可以总结为两点:反映真实运动状态:很多实际场景中液体并非静止,比如涂料涂刷、农药喷洒、雨滴滑落等。动态接触角能更贴近这些真实应用,比如判断液体在固体表面的铺展速度或抗滑落能力。
体现表面异质性:静态接触角只能给出一个平衡值,而动态接触角通常会测出两个值 —— 液体前沿向前移动时的 “前进角",和向后收缩时的 “后退角"。这两个角的差值(滞后性),能反映固体表面的粗糙程度或化学组成是否均匀。接触角测定仪正是用于精确测量这些动态接触角的关键设备,通过控制液滴的增减或表面的倾斜,捕捉前进角和后退角的变化。在实际应用中,接触角测定仪能够帮助研究人员量化表面的润湿性行为,从而指导材料表面的设计与优化。