究竟*臺接觸角測量儀和表面張力儀是誰制造的?

業內一直有公司爭論*臺接觸角測量儀、*臺表面張力儀或全自動接觸角測量儀和表面張力儀的*臺儀器的生產者是誰，或者*個引入某算法的是誰，如Young-Laplace方程擬合算法。姑且不論這種爭論的實質意義為何，僅就接觸角測量儀（全自動或手動）、表面張力儀（全自動或手動）的研制出來，我們在此提供如下文獻資料或事實的情況，以供業者或需要了解相關信息的人員作為參考。如有不當之處，我們歡迎來郵件或來電與我們一起探討。

1、接觸角測量儀：目前比較可靠的應該是1946年Bigelow et al.發表面文章，提出一個比較簡單方便的接觸角測量儀的方案。他們稱為"escope-goniometer"。參考文獻為W.C.Bigelow, D.L.Pickett.W.A.J.Zisman, Coll.Sci, 1,513 (1946)。因而，接觸角測量儀的*家生產的公司是顯然的，并非如某些公司所言。

而全自動接觸角儀的說法應該是基于圖像拍攝和計算機技術而言的。全自動接觸角測量儀的意義在于取消了人為判斷，可以把圖片保存下來，可以使用顯微鏡和計算機輔助測量，提高測值的精度。但是，接觸角測量儀如果僅就圓擬合、橢圓擬合因沒有專門文獻或證明，且測試效果一直以來并不可靠，因而，一直沒有被人士所認可。

直到1983年，Neumann教授正式提出了ADSA技術，接觸角測量以及光學法界面張力測試才真正提升到級水平并被廣泛接受。（參考文獻：Rotenberg, Y., Boruvka, L. and Neumann, A.W. Determination of Surface Tension and Contact Angle from the Shapes of Axisymmetric Fluid Interfaces J. Colloid Interface Sci. 93 p.169-183）。據Neumann教授團隊文獻，有用ADSA－P算法，接觸角值的測值精度可達0.4度。且由于其結合了界面化學原理，因而數據可靠性遠高于圓擬合或橢圓擬合技術，更不用說是簡單的一次方程切線或二次、復合曲線擬合技術。目前公開發表的文獻均以參考ADSA－P算法作為其介紹接觸角測試或光學法表面張力測試的標準文獻。

ADSA算法于1987年正式公開發表（Spelt, J.K., Rotenberg, Y., Absolom, D.R. and Neumann, A.W. Sessile Drop Contact Angle Measurements Using Axisymmetric Drop Shape Analysis (ADSA) Colloids Surfaces 24 p.127-137, 1987）,1997年Neumann團隊對ADSA算法進行了總結并形成理論體系（O. I. del R?o and A. W. Neumann, Axisymmetric Drop Shape Analysis: Computational Methods for the Measurement of Interfacial Properties from the Shape and Dimensions of Pendant and Sessile Drops, JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE 196, P136–147 ,1997）。

美國科諾工業有限公司的ADSA－RealDrop算法是在ADSA－NA的基礎上的更新，其核心技術為邦德系數（Bond Number）的擬合采用了聯立頂點曲率半徑和表面張力值建立關系式，并二次擬合Young-Laplace方程的技術。相較于ADSA－P更接近于實際液滴輪廓形狀，因而被稱為RealDrop技術，可也稱為非軸對影像分析法。

而其他廠家的基于影像法的Young-Laplace方程擬合技術的時間分為如下：

(1)1996年，Song Bi Hai團隊的Young-Laplace方程擬合法（BIHAI SONG AND JU¨ RGEN SPRINGER, Determination of Interfacial Tension from the Profile of a Pendant Drop Using Computer-Aided Image Processing, JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE 184, P64–76 ,1996）。
（2）1991年，Hansen團隊的Young-Laplace方程擬合法（F. K. HANSEN AND G. RODSRUD， Surface Tension by Pendant Drop I. A Fast Standard Instrument Using Computer Image Analysis，Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 141, No. I, p1-9, January 1991）
（3）1988年，J. W. Jennings團隊的Young-Laplace方程擬合法（J. W. Jennings， N. R. Pallas，an Efficient Method for the Determination of Interfacial Tensions from Drop Profiles，Langmuir. Vol. 4, No. 4, 1988，P959-967）
 

因而，視頻光學接觸角測量儀*臺儀器或*臺自動儀器之爭并沒有實質意義。如果*臺研制出來后一直不創新，不能滿足用戶對于更高的測試需求，更多的功能需求，研制出來的時間再久，如Zisman的接觸角儀，你現在拿來測試接觸角值，那有何意義？就算是自動的接觸角測量儀，在測試方面仍停留在簡單的圓擬合或橢圓擬合階段，不能提升Young-Laplace方程擬合技術的應用范圍和測試精度，就算是*臺真是你研制出來的，那又說明什么？關鍵在于算法是否不斷的更新，滿足不斷提高的測試需求。如果技術已經升級至3D接觸角測試了，還在談2D時代的接觸角測試儀哪家公司研制的，其意義有點本末倒置了。

當然，如果出于考據的目的，想真正了解一下接觸角測量儀的歷史，這樣的爭論還是有某種意義的。而目前看來，為有據可察的是，*臺光學法接觸角測量儀應該是1943年Zisman團隊提出來的，且Zisman大師也是臨界表面張力法表面自由能的提出者。為被人士所接受的接觸角儀技術應該是A.W.Neumann教授的ADSA算法，提出時間為1983年。他們也研制出來了采用ADSA算法全自動的接觸角儀。

2、關于表面張力儀：

（1）鉑金環法：1919年3月31日，P. LECOMTE DU Nouy教授發表的一篇文章，發布了一臺表面張力測試儀。參考文獻：A new apparatus for measuring surface tension, by P. Lecomte Du Nouy from the laboralories of the rochefeller institute for medical research, the journal of general physiology, page521-524, 1919, 圖片如下所示：

因而，按研制出來表面張力儀，如果說是DuNouy Ring法（鉑金環法）的話，應該是1919年3月。這是有文獻記載的。當然通過這款表面張力儀的圖片可以看出，他是采用了扭力絲作為傳感器，且是手動升降的。同樣的，自動的表面張力儀的定義如果按自動升降來講，*臺應該的Fisher公司的model 21型表面張力儀。其特殊功能為，可以自動控制樣品臺升降的停止動作，一旦鉑金環脫離液體彈出后，樣品臺即停止運行。此時讀取表面張力值即可。

（2）鉑金板法（ Wilhelmy plate method）:1863年4月24日，Von Ludwig Wilhelmy以德文發表了一篇文獻《BAND CXIX. I. Ueber die Ahhangigkeit der Capillaritats -Con-stanten des Alkohols von Substunt und Gestult . des berietzlen festen Kiirpers》*（ Annules de Ch. d Phys. T.63, p. 129. 2) Conrprcsrrnil. T. 14,p. 1022.  Poggeodorfl’s Annal. Bd. CXlX.  page180-217。提醒注意的是，因原文為德文，只能考貝出來，可能有出入）。其原文標題為《關于酒精毛細常數對被濕潤固體的物質和形狀的依賴性》。文獻中如下幾個部分的內容是值得我們關注的：*，他提出了一個用于測定毛細式上升的液體重量的方法；第二，Wilhelmy從不同物質組成的板的試驗開始，研究水和酒精的爬升高度；第三，其采用的測試方法為“在這些觀察中一般這樣進行，即首先在空氣中確定板重量，連同放置在分刻度線1上的夾子，然后在玻璃池中倒入酒精并且通過上述在架子端旁的輪子掛上板，該架子放置在秤盤的底部，這樣調整成兩個指針的外部針尖剛好與其鏡像重疊。然后秤被設置成等重，記錄所需要的重量，接著拉出板，指針調節成刻度線2，倒入酒精，以便一直更新表面，并且將板改掛到所要求的、以所述方式可識別的指數針尖的為止上。接著在刻度線3和4情況下也以同樣的方式進行。”第四，他研究了液體和固體之間的接觸線曲率的影響。Wilhelmy在文章中采用了圓柱體和片狀樣品，采用了玻璃、黃銅、鋅和銀四種材料。從文獻來看，其僅僅提供了一種方法，但未就形成真正的鉑金板法的表面張力儀形成終的儀器或設計圖。

1964年，A.W.Neumann教授的博士發表了論文《用于確定界面能量參數的測量方法：*部分：接觸角》該文以德文發表，原標題為Über die Meßmethodik zur Bestimmung grenzflächenenergetischer Größen (Zeitschrift für Physikalische Chemie Neue Folge, Bd. 41, S. 339-352)。該文章提出了液面以上Young-Laplace曲面的問題以及接觸角計算的辦法。同時，Neumann教授提出了一個設計圖并研制了相關儀器。因而，真正意義上的*臺白金板法（Wilhelmy plate）表面張力儀從文獻考據而言應該是Neumann教授的這個文章，時間為1964年。

 原始儀器的圖片如下：

至于，后續的表面張力儀采用不同的傳感器（扭力絲、分析天平、應變電阻稱重傳感器等等），能夠被軟件讀取等等功能創新，于實際的界面化學的意義并不是的，因而，爭議的意義并不很大。而無論DuNouy Ring法還是Wilhelmy plate法也在因傳感器技術和算法的更新而不斷的提升測值精度。

總之，從考據來說，無論是表面張力儀還是接觸角儀，其歷史與1860年之前肯定沒有關系。除非為炫耀歷史，甚至把久遠的歷史都拿出來，*臺表面張力儀或接觸角儀之爭的實質意義并不大。除非是的技術升級或取得成果，否則，即使爭到*臺又能說明什么？在總結經驗的基礎上，更新公司核心知識結構，不斷創新，這才任何學科的立命之本。