水滴角測試儀的基本原理是什么？

目前市場上有很多自稱是“水滴角測量儀”的分析儀器，通常這些儀器是將臥式顯微鏡或平整度分析儀增加一個進液裝置后，再采用簡單的量角度軟件（如圓擬合分析工具、橢圓擬合分析工具）進行測量。通過如上描述，用戶就會明顯看出，這樣的儀器只能是基于顯微鏡的一個量測二維條件下的水滴輪廓的角度的工具而已。

如上1所述，水滴角值是表征固體材料物理化學性質值，這個值屬于物理化學領域。且由于如下固體材料客觀存在的原因：

（1）表面粗糙度：導致各視角條件下角度可能有不同；

（2）化學多樣性：比如生銹的鐵銹位置與沒有生銹的位置，膜表面的不均勻等等；

（3）異構性：表面的晶體生長方向、如水稻葉表面一張的經緯方向不同等。

等等

造成了客觀存在的側視條件下測試水滴角值時在三維角度下易形成的左、右、前、后各位置的不同接觸角值的變化。

舉例而言，晶圓表面蝕刻后形成的納米級的結構易造成不同視角下的接觸角不同；液晶防指紋效果中表面鍍膜不均勻造成的角度變化；PCB板滴液時水滴橫跨了銅片和樹脂基板等造成角度變化等；等離子清洗后沒有清洗干凈造成一滴水滴左、右也存在角度變化等等。

這些均事實上對水滴角的測量提出了非常高的要求，因而，也不是7000元左右的臥式顯微鏡或平整度分析儀改制而來的國產的或一些進口“接觸角測量儀”廠商所認為的這么簡單。不深究水滴角測試儀、預算有限的用戶很容易被這些銷售人員以各種方法所所利誘。

對于如上因素綜合作用下的水滴角測量而言，其基本的原理應為：

（1）綜合考慮重力、表面張力、接觸角并進而分析出相應的角度值；

（2）能夠分析3D條件下或精準判斷左、右角度值的變化。

對于如上第一個條件，20世紀90年代的A.W.Neumann教授團隊提出的用于測量表面張力或界面張力值的Young-Laplace方程擬合技術可以解決。但是對于第二個條件，Young-Laplace方程的軸對稱假設使得其無法滿足要求。

近年來，上海梭倫作為美國科諾的戰略投資公司創造性的提出了阿莎算法（ADSA-RealDrop），基于Young-Laplace方程并進行升級，實現了3D接觸角值的測量，將水滴角測量儀真正提升至可真正分析固體材料復雜的非軸對稱的接觸角測值階段。