接觸角滯后 根本原因是液滴在表面上開始運動需要克服的阻力的量化體現,即 前進角與后退角的差值。物理本質:這個阻力來源于表面的粗糙度和化學不均勻性。表面越不平整、成分越復雜,液滴前緣要向前爬(前進角)和后緣要向后縮(后退角)就越困難,這個差值就越大。使用水滴接觸角測量儀可以精確量化這一差值。它是一個角度差值,單位是度(°),但它描述的是一種 “粘附"的強度。
滾動角外在表現是讓一個靜止在斜面上的液滴開始滾動時,所需的最小傾斜角度。它是一個非常直觀的、可測量的宏觀性能。當斜面傾斜到一定程度,重力沿斜面的分力終于超過了液滴與表面之間的粘附力,液滴就開始滾落了。
接觸角滯后越大,液滴被表面“粘"得越牢,需要更大的力才能讓它動起來,需要把斜面抬得更高,重力才能提供足夠的推力,滾動角就越大。接觸角滯后越小 → 液滴與表面的粘附力很弱,幾乎一碰就倒 → 只需很小的傾斜角度,液滴就會滾落 → 滾動角就越小。
荷葉表面具有超疏水性和極低的接觸角滯后。水珠在荷葉上的前進角和后退角差值很小(可能只有1-2度),這種微小的滯后可以通過高精度的水滴接觸角測量儀捕捉到。因此,你只需要將荷葉傾斜一個非常小的角度(滾動角極小,<5°),水珠就會迅速滾落,并帶走灰塵。
所以,您可以通過接觸角滯后來理解和預測滾動角。在科研和工程中,測量接觸角滯后是評估表面自清潔性能、防冰性能、液體輸運性能等的一個關鍵手段。