Through-Drop-Bildgebung von Flüssig-Fest-Grenzflächen: Von Kontaktwinkelvariationen entlang des Tropfenumfangs bis zur Kartierung von Kontaktwinkeln über eine Oberfläche

Wenn ein Tropfen mit einer wasserabweisenden Oberfläche interagiert, weist seine Dreiphasen-Kontaktlinie typischerweise variierende Kontaktwinkel auf, die von Punkt zu Punkt über die Oberfläche variieren können. Folglich würde die Messung der Kontaktwinkel entlang der Kontaktlinie eine bessere Darstellung der Benetzungseigenschaften der Oberfläche liefern als ein einzelner durchschnittlicher Kontaktwinkel. Es fehlt jedoch derzeit an einer wirksamen Methode zur Abschätzung des lokalen Kontaktwinkels entlang der Kontaktlinie auf undurchsichtigen hydrophoben Oberflächen. Hier stellen wir eine Methode vor, die die Through-Drop-Bildgebung der Benetzungsgrenzfläche während eines Gleitexperiments mit Finite-Elemente-Modellierung des Tropfens kombiniert, um Kontaktwinkelwerte entlang der Kontaktlinie abzuschätzen. Mit dieser Methode wurden die mittleren vorrückenden und rückschreitenden Kontaktwinkel an vier Arten hydrophober Proben mit Kontaktwinkeln zwischen 99 und 178.9° gemessen. Die Methode wurde ferner verwendet, um detaillierte Karten der vorrückenden und rückschreitenden Kontaktwinkel von Oberflächen mit Benetzungsmustern mit einer beispiellosen Auflösung von 3 μm zu erstellen.