测量气体(气泡)在固体表面(该表面浸没在液体中)的接触角,将待测的固体样品浸没在一个透明的液体槽中。用一个倒置的针头,从下方靠近固体下表面。通过针头注入一个气泡,使其与固体下表面接触并被“俘获"或“悬停"在那里。此时,使用视频光学接触角测量仪观察到一个“倒挂"在固体表面上的气泡,并分析这个气泡的轮廓,测量其左、右两边的接触角。请注意,此时测量的角度是气泡相内部的接触角,即气相与固体的夹角,但其数值与液固的接触角互补。
俘泡法的主要应用场景和优势:测量超亲水表面:对于非常亲水的表面,液滴会瞬间铺展开,形成非常小的接触角(接近0°),用传统的座滴法很难准确测量和观察。使用俘泡法,在水下测量气泡的接触角。如果表面是超亲水的,水会牢牢占据固体表面,气泡很难附着,会形成一个很大的气泡接触角(接近180°)。这个大的角度更容易被精确测量。
很多工业应用(如矿物浮选、石油开采、水下设备防护)都是在液体环境中,固体表面与气体发生相互作用。俘泡法能更真实地模拟这些实际工况。
座滴法中的液滴暴露在空气中,可能因为灰尘污染或溶剂蒸发而改变体积和性质,影响测量结果。俘泡法将样品和气泡浸没在液体中,可以提供一个更稳定、更洁净的测试环境。
有时需要测量材料下表面的润湿性,俘泡法是一个方便的选择。
简单来说,俘泡法就是“座滴法"的倒置版本:座滴法:固体 + 液滴 + 空气环境 -> 测液滴角。俘泡法:固体(浸在液体中)+ 气泡 + 液体环境 -> 测气泡角。它是一种非常重要的补充测量技术,尤其在表征强亲水或强疏水表面,以及研究液-固-气三相界面在浸没状态下的行为时,具有不可替代的优势。核心操作是:利用视频光学接触角测量仪测量气相接触角 (θg),然后利用互补公式换算成标准的液相接触角 (θₗ) 进行报告。
还有一点就是,它通过转换测量对象,来获得一个清晰的轮廓,从而解决接触角难以测量的难题。