به گزارش پایگاه خبری راد به نقل از ایسنا، به زاویه‌ تشکیل‌شده بین خط مماس رسم شده از نقطه‌ تماس سه فازی و خط تماس مایع و سطح، "زاویه تماس" گفته می‌شود. این زاویه معیاری از ترشوندگی سطح ارائه می‌دهد. به طور کلی دو نوع زاویه تماس "استاتیک" و "دینامیک" وجود دارد. زاویه تماس دینامیک خود شامل زوایای تماس پیشروی، پسروی، هیسترزیس و زاویه تماس غلتش می‌شود. یک دستگاه اندازه‌گیری زاویه تماس شامل سیستم نورپردازی و تصویربرداری است تا تصویر پروفایل قطره روی سطح جامد را ذخیره کند.

در سیستم‌های قدیمی‌تر برای این کار به جای دوربین از میکروسکوپ استفاده می‌کردند و تصاویر توسط اپراتور تحلیل می‌شد. ولی در سیستم‌های جدید از دوربین سرعت بالا با رزولوشون مناسب و نرم‌افزار اتوماتیک تحلیل تصاویر استفاده می‌شود. برای اندازه‌گیری زاویه تماس، روش‌های زیادی وجود دارد که از جمله‌ آنها می‌توان به روش‌های قطره‌ بی‌پایه‌ استاتیک و دینامیک اشاره کرد.

با استفاده از دستگاه اندازه‌گیری زاویه تماس می‌توان ترشوندگی سطح را ارزیابی کرد و از کیفیت خواص سطح پوشش‌ها اطمینان حاصل کرد.

در این راستا محققان دانشگاه تهران به دانش فنی ساخت این دستگاه دست یافتند.

دکتر سید فرشید چینی، مجری طرح با بیان اینکه در مطالعات خود نسل سوم دستگاه اندازه‌گیری زاویه تماس و کشش سطحی را عرضه کردیم، گفت: این دستگاه برای اندازه‌گیری زاویه تماس قطره مایع بر روی سطح جامد (Contact Angel) مورد استفاده می‌گیرد.

وی با اشاره به اهمیت این دستگاه توضیح داد: در صورتی که قطره آب روی سطحی قرار گیرد، بسته به زاویه‌ای که قطره مایع با سطح و فاز گازی (هوا) می‌سازد، سطوح به دو دسته تقسیم می‌شوند. در صورتی که زاویه تماس کوچکتر از 90 درجه باشد، سطح "آبدوست" و اگر زاویه تماس بیشتر از 90 درجه باشد، سطح "آب گریز" خواهد بود.

چینی با تاکید بر اینکه سطحی که زاویه تماس سطح آن بزرگتر و یا مساوی 150 درجه باشد، سطح "فوق آب گریز" نامیده می‌شود، اضافه کرد: کاربرد این دستگاه برای اندازه‌گیری دقیق زوایای تماس استاتیکی، پیشروی، پسروی و هسیترزیس (پسماند) است.

مجری طرح با بیان اینکه این دستگاه قادر است قطره‌ای با اندازه دلخواه و به صورت اتوماتیک روی سطح نمونه را مورد مطالعه قرار دهد، خاطرنشان کرد: از طریق عکس‌برداری با دوربین با دقت بالا و پردازش تصویر که به وسیله برنامه کامپیوتری انجام می‌شود، زاویه تماس استاتیکی قطره اندازه‌گیری می‌شود.

وی ادامه داد: همچنین با قرار دادن قطره روی یک سطح و بزرگ و کوچک کردن آن با نرخ‌های معین می‌توان زوایای تماس پیشروی و پسروی و در نتیجه زاویه تماس هیسترزیس (پسماند) را به دست آورد.

چینی، با بیان اینکه ویژگی‌های فنی و عملکردی نسل سوم این دستگاه با نسل‌های قبل از آن ارتقا یافته است، خاطر نشان کرد: این دستگاه در کشورهای آلمان، آمریکا و ژاپن تولید می‌شود و ما با مقایسه مدل بومی با نمونه‌های خارجی مشاهده کردیم که هیچ کدام از نمونه‌ها قابلیت دستگاه ما را ندارد.

این محقق با اشاره به توانمندی‌های این دستگاه، اظهار کرد: همه عوامل محیطی در اندازه‌گیری پارامترهای مختلف با استفاده از این دستگاه اثرگذار است. به عنوان نمونه این دستگاه دارای کمترین میزان ارتعاش بود که این امر می‌توانست نتایج تست‌ها را تغییر دهد؛ از این رو در مدت 6 تا 7 ماه تحقیق گسترده‌ای برای از بین بردن ارتعاشات دستگاه انجام دادیم.

وی ارتقای وسعت دید کانونی دوربین این دستگاه را از دیگر توانمندی‌های آن نام برد و گفت: برای اولین بار در این دستگاه از لنزی استفاده کردیم که به جای مشاهده یک نقطه کانونی، "رنجی" از فاصله کانونی در آن ایجاد شد.

این محقق ادامه داد: قطره‌ای که بر روی سطح ریخته می‌شود، ابعاد آن تغییر می‌یابد و از آنالیز تصاویر این قطره می‌توانیم بفهمیم سطوح دارای چه خواصی است.

مجری طرح اضافه کرد: قطره‌ای که بر روی سطح ریخته می‌شود، به تدریج بزرگتر و از فاصله کانونی دوربین دستگاه خارج می‌شود و ما با استفاده از این لنز بستری را فراهم آوردیم که قطره مایع مورد نظر همواره در فاصله کانونی دوربین نگه داشته شود و امکان مشاهده و آنالیز قطره با استفاده از دوربین دستگاه میسر باشد.

وی با بیان اینکه این ویژگی در نمونه‌های خارجی وجود ندارد، گفت: این دستگاه تنها در آزمایشگاه‌ها کاربرد ندارد، بلکه از آن می‌توان برای اندازه‌گیری زوایای تماس استاتیک و دینامیک در صنایع نفت، گاز، توربوماشین‌ها، نساجی، رنگ و رزین و پوشش‌های خود تامین‌شونده و همچنین صنایع داروسازی بهره برد.

به گفته این محقق، دسترسی سریع به داده‌هایی از جمله دما و رطوبت محیط از طریق ماژول اضافه شونده‌ نمایشگر لمسی، سیستم تزریق اتوماتیک با قابلیت انتخاب سرعت، اندازه‌گیری کشش سطحی با روش قطره‌ آویزان، اندازه‌گیری زاویه تماس به صورت زنده و بدون تاخیر از جمله مزایای دستگاه ساخته شده است.

چینی، به بیان اهمیت دستیابی به دانش فنی ساخت دستگاه اندازه‌گیری زاویه تماس و کشش سطحی پرداخت و افزود: در گزارشی که در سال 2016 از سوی بزرگترین شرکت مشاوره‌ای دنیا منتشر شد، 12 فناوری نام برده شد که قادر هستند شکل صنعت را تغییر دهند و گلوگاه همه فناوری‌ها علم مهندسی سطح است و این دستگاه راه مطالعه این گلوگاه یعنی علم مهندسی است.

وی اضافه کرد: از این رو این دستگاه در دنیا کاربردهای فراوانی یافته است و آینده بزرگی در بخش‌های صنعتی خواهد داشت.