靜態接觸角選取不同時間的角度會發生變化嗎?

這是一個非常核心且常見的問題。簡短的回答是：

會發生變化。 在實際測量中，靜態接觸角隨時間變化是一個普遍現象，而非例外。

雖然“靜態”這個詞聽起來像是固定不變的，但它在接觸角測量中的實際含義是 “在某一瞬間，三相接觸線靜止不動時測得的角度” 。這個角度會因多種原因隨著時間而改變。

以下是導致這種變化的幾個主要原因，按重要性排序：

 1. 液體蒸發（最常見的原因）

對于微升級別的液滴，蒸發效應非常顯著。

  如果接觸線被釘扎：當液滴體積因蒸發而減小，但三相接觸線被固定住時，接觸角會逐漸減小。這是最常見的模式。

  如果接觸線可自由回縮：接觸角可能保持相對恒定，而液滴的基底直徑會縮小。

  研究接觸角隨蒸發過程的變化本身就是分析表面性質的一個重要方法。

 2. 固體表面的動力學位移

液體和固體表面之間可能發生緩慢的相互作用，改變表面的本質屬性：

  表面分子重排：對于高分子聚合物等材料，液體的存在會誘導表面分子鏈重新排列，使表面能趨向于與液體更匹配，從而導致接觸角逐漸變化（通常是減小）。

  溶脹效應：液體可能滲入固體表面（尤其是多孔或高分子材料），使其膨脹，從而改變表面的粗糙度和化學性質。

  液體吸附：液體通過毛細作用被吸入表面的微納結構中。

 3. 接觸角滯后與亞穩態

真實的表面是粗糙和不均勻的。液滴的三相接觸線可能被這些缺陷“釘扎”住，停留在一個亞穩態的平衡位置。隨著時間的推移，在微小的外界擾動或液體蒸發的影響下，接觸線可能會突然“跳躍”到下一個釘扎點，導致接觸角發生突變。

 4. 化學反應

液滴可能與固體表面發生緩慢的化學反應，例如腐蝕、水解或形成新的化合物，從而永久性地改變表面的潤濕性。

正因為靜態接觸角會變化，所以在實驗和報告中必須非常嚴謹：

1.  統一測量時間：在比較不同樣品的靜態接觸角時，必須在沉積液滴后統一一個標準時間點進行測量（例如，沉積后第5秒或第10秒）。否則，數據沒有可比性。

2.  報告時間依賴性：更科學的做法是報告接觸角隨時間變化的曲線，或者同時報告初始接觸角和一段時間后的穩定接觸角。

3.  控制蒸發：對于精密研究，需要在密閉的、充滿飽和蒸氣的環境中進行測量，以消除蒸發的影響。

4.  區分研究目標：

      如果你想探究材料的本征潤濕性，應盡快測量，并盡量使用理想平滑的表面。

      如果你想了解材料在實際應用中的行為（如涂層穩定性、防霧性能、墨水附著），那么觀察接觸角隨時間的變化就是一個極其重要的測試手段。

結論：

會發生變化。 因此，選取不同時間點測量，得到的靜態接觸角數值很可能不同。在科學研究中，不能簡單地說“該樣品的靜態接觸角是X度”，而應該說“在液滴沉積后Y秒，測得的靜態接觸角為X度”，或者報告其隨時間變化的趨勢。這才是嚴謹和準確的表述。