纳米技术实验报告

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1、HarbinInstituteofTechnology纳米技术实验报告课程名称：纳米技术院系：航天学院微电子科学与技术系班级：21系设计者：王立刚学号：14S121034指导教师：王蔚哈尔滨工业大学实验二：接触角测量实验一、实验目的1、在研究纳米材料时，表面润湿特性是纳米材料的重要性质，通过本实验了解润湿接触角概念和测量原理；2、采用高倍显微镜观测实验材料（316不锈钢，吊兰叶片，氮化硼纳米管膜）的表面微观结构；3、掌握用接触角测量仪测量纳米材料的接触角。二、实验仪器、样品JC2000C1接触角测量仪，包括接触角测量仪主机平台，蠕动加

2、样泵，CCD摄像头等几部分。计算机CCD及数据处理软件，烧杯，超纯水，移液器，316不锈钢片，吊兰叶片，氮化硼纳米管膜。三、实验原理所谓接触角是指在固体材料水平表面上滴一液滴，形成的固、液、气三相交界点处，气—液界面和固—液界面两切线把液相夹在其中时所成的角θ（contactangle），如图1所示。图1接触角润湿（wetting）的热力学定义是，若固体与液体接触后体系（固体和液体）的自由能G降低，称为润湿。接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度，θ在0~180°之间，θ＝90°可作为润湿与不润湿的界限，当θ<90°时为可润湿，材

3、料是亲水性的；当θ>90°时为不润湿，材料是疏水性的。本实验使用液滴量角法，拟合分析法。量角法是将固体表面上的液滴投影到屏幕上，然后直接测量切线与相界面的夹角，即直接测量接触角的大小。拟合分析法是选中液滴两侧的底部，两侧的中部，和顶部五个点拟合出液滴的形貌，然后进行接触角的测量。本实验使用的样品有三种材料，316不锈钢，吊兰叶片，氮化硼纳米管膜。316不锈钢具有标准的不锈钢润湿特性，呈亲水性；吊兰叶片为自然界中具有特殊表面润湿效应的生物体；氮化硼纳米管膜为仿生疏水膜。四、实验步骤1、接触角测量将实验样品摆在测试台上，转动蠕动泵旋钮在样

4、品表面加一滴水样，开机运行JC2000-usb.exe，进入接触角测量界面，按“冻结图像”后，“保存图片”。分别测：3个实验样品的接触角。2、实验处理按“量角法”，进入量角法主界面，按“开始”，选中需要计算的图形文件。先定量角器的精度，然后，测量尺通过向上、下、左、右及旋转，至测量尺与液滴边缘相切，再下移测量尺到液滴顶端，再将旋转测量尺，使其与液滴左端相交，即得到接触角的数值。也可以使测量尺与液滴右端相交，此时用180°减去测量值即为接触角。按“拟合分析方法”，进入拟合分析法主界面，按“开始”，选中需要计算的图形文件。选中液滴两侧的底

5、部，两侧的中部，和顶部五个点，计算软件将自动计算出接触角。五、实验结果1、316不锈钢片图2316不锈钢片上水滴形貌图3量角法测量玻璃接触角图45点拟合分析法测量玻璃接触角量角法：94.5°5点拟合分析法：96°由此可见玻璃表面为疏水表面。2、芦荟叶片图5吊兰叶片上水滴形貌图6量角法测量吊兰叶片接触角图75点拟合分析法测量吊兰叶片接触角量角法：94.2°5点拟合分析法：91.09°由此可见吊兰叶片为沁水表面。3、氮化硼纳米管膜图8氮化硼纳米管膜上水滴形貌图9量角法测量氮化硼纳米管膜接触角图105点拟合分析法测量氮化硼纳米管膜接触角量角

6、法：136.7°5点拟合分析法：138.76°由此可见氮化硼纳米管膜为疏水表面，疏水性明显高于吊兰叶片。同组成员：王立刚马泽众陆嵩