[实用新型]测量电场下固液界面前进/后退角的装置

说明书

本实用新型公开了一种测量电场下固液界面前进/后退角的装置，包括：塑料透明操作箱；水平底板，其设置在塑料透明操作箱内；电动位移平台，其通过支撑架连接在水平底板的上方；铜板，其连接在水平底板上；下极板，其通过导电凝胶粘结在铜板上；导电拉压杆，其一端连接在电动位移平台的伸缩平台上，另一端通过导电凝胶粘结在上极板上；电源，其设置在水平底板上，电源的正极与不锈钢拉压杆连接，负极与铜板连接；高速摄像机，设置在水平底板上，且高速摄像机的摄像头对准上极板和下极板形成的液滴容纳空间。该装置可以对多种液滴在不同环境下的前进/后退角的测量，能很好的满足测量电场下固液界面液滴前进/后退角的要求。

技术领域

本实用新型涉及一种测量电场下固液界面前进/后退角的装置，该装置可用于精准测量不同材料和不同液滴在电场下的前进/后退角，属于测量技术领域。

背景技术

固液界面的润湿特性在药物开发、车辆防污、材料保护、玻璃自洁等方面都具有重要作用。液滴在固体表面的前进/后退角是固/液/气界面相互作用关系的宏观表现，是研究固液界面行为最重要的参数之一。通过电场控制微液滴的运动在微流体芯片、电润湿透镜、电子纸等行业具有广泛的应用，测量电场下固液界面前进/后退角是产品研发中的关键步骤，因此亟需研发一种能快速、准确测量电场下固液界面前进/后退角的装置。

目前常用于测量液滴前进/后退角的一种为加/减液法，另外一种为倾斜板法。加/减液法通过接触角测量仪的微型泵将标准试液以预先设定流速滴加于待测固体表面，通过高速摄像头记录加/减液过程中固液界面接触线和接触角的变化情况，通过图像软件分析获得液滴的前进/后退角。该装置所使用的液滴为几种固定待测液体，若要测量特殊液滴的前进/后退角，需要进行繁琐的调试，极大的影响实验效率。倾斜板法是将待测液滴置于待测样品表面，将待测样品表面缓慢、匀速地倾斜，使液滴在重力的作用下发生形态改变并发生滚动，通过图像采集液滴滑动瞬间的形态，从而获得液滴的前进/后退角。该种方法以液滴重力为动力源，对液滴体积和待测表面的倾斜角度均有严苛的要求，操作不方便，实用范围较小。以上方法采用的装置适用于测量无电场下液滴的前进/后退角。然而，测量电场下固液界面间液滴前进/后退角需要引入电场，而电场的引入可能会降低仪器的测试精度或造成仪器损坏。因此，上述测量方法采用的装置均无法在电场条件下完成前进/后退角的测试，因此，亟待开发一种操作便捷、测量精度高、能适用于电场环境、精确快速的测量固液界面间液滴前进/后退角的装置。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种测量电场下固液界面前进/后退角的装置，包括：

塑料透明操作箱；

水平底板，其设置在塑料透明操作箱内；

电动位移平台，其通过支撑架连接在水平底板的上方；且所述电动位移平台的伸缩平台朝向所述水平底板；

铜板，其连接在水平底板上；

下极板，其通过导电凝胶粘结在铜板上；

导电拉压杆，其一端连接在电动位移平台的伸缩平台上，另一端通过导电凝胶粘结在上极板上，以使所述上极板位于下极板的上方，且所述上极板和下极板形成液滴容纳空间；

电源，其设置在水平底板上，所述电源的正极与不锈钢拉压杆连接，负极与铜板连接；

高速摄像机，设置在水平底板上，且所述高速摄像机的摄像头对准上极板和下极板形成的液滴容纳空间。

优选的是，所述下极板包括：硅片、镀在硅片上的绝缘层和涂覆于绝缘层上的疏水层。

优选的是，所述绝缘层为200～400nm的SiO2涂层，所述疏水层为特氟龙层。

优选的是，所述上极板包括：硅片和涂覆于绝缘层上的疏水层。