美國ramé-hart接觸角測試儀

接觸角可以通過在固體上滴一滴液體來測量。固體/液體界面和液體/蒸汽界面之間形成的角度稱為接觸角。最常用的測量方法包括觀察液滴輪廓，并測量固體和液滴輪廓之間形成的角度，頂點位于三相線處，如下圖所示。

楊氏方程用于描述內聚力和粘附力之間的相互作用，并測量所謂的表面能。

接觸角超過90°的液滴是疏水的。這種情況表現為潤濕性差、粘附性差以及固體表面自由能低。接觸角小的液滴具有親水性。這種情況反映出更好的潤濕性、更好的粘附性和更高的表面能。

接觸角測量的類型

靜態接觸角

這可能是最常見的測量類型。創建后不久，靜態無柄滴落上的單個讀數。當三相（固體、液體和氣體）之間達到熱力學平衡時，將捕獲靜態接觸角。

靜態接觸角提供了有關表面特性的寶貴信息。任何ramé-hart儀器都可以用來捕捉靜態接觸角。

接觸角通常用于測量清潔度。有機污染物會阻止潤濕，并導致親水表面上的接觸角增大。當清潔和處理表面以去除污染物時，接觸角通常會隨著潤濕性的提高和表面能的增加而減小。

例如，在半導體制造中，接觸角經常用于表征硅片的潤濕性，以努力表征生產工藝和表面改性（如蝕刻、鈍化、超聲波攪拌）的功效，以及其他表面處理和清潔工藝——以及量化樹脂、底漆、氧化、粘合、退火和拋光的效果。

表面粗糙度也會影響靜態接觸角。液滴運動時的任何接觸角都被視為動態接觸角測量。

傾斜基底

傾斜基底捕獲固定液滴左右兩側的接觸角測量值，而固體表面通常從0°傾斜至90°。當表面傾斜時，重力使下坡側的接觸角增大，而上坡側的接觸角減小。這些接觸角分別指前進角和后退角。它們之間的區別是接觸角滯后。在某些情況下，當潤濕發生在滾落角時，液滴將從固體上滾落。捕捉最后的有效讀數，通常表示前進和后退接觸角。在某些情況下，固體可以一直傾斜到90°，而不會釋放液滴。使用最終的左右接觸角。下圖顯示了固體傾斜時的固定液滴。

添加和刪除體積方法

還有其他方法可以捕捉前進和后退的接觸角。一項研究要求在不增加三相線的情況下，將液滴的體積動態增加至允許的最大體積。由此產生的最大可能接觸角稱為前進角。然后從滴管中移除體積。當達到在不減少三相線的情況下可以去除的最大體積時，測量產生的接觸角。這個角度就是后退角度。當前進角減去后退角時，結果稱為接觸角滯后。滯后表征了表面拓撲結構，有助于量化污染、表面化學不均勻性以及表面處理、表面活性劑和其他溶質的影響。這種方法對確定推進角有很好的效果。然而，使用這種方法很難捕獲后退接觸角，因為必須嵌入液滴中以去除體積的針也會干擾液滴輪廓的幾何結構。捕捉后退接觸角的另一種方法是蒸發法。當體積蒸發時，重復測量液滴。在三相線去濕和隨后減少之前，測量后退接觸角。

時間相關動力學研究

研究人員經常觀察接觸角隨時間的變化，以研究吸收、蒸發和更奇怪的現象（如Cassie到Wenzel過渡態）的影響。隨著環境因素（如溫度和濕度）的變化，其他依賴時間的研究跟蹤接觸角隨時間的變化。在某些情況下，通過添加可增加或降低表面張力的添加劑和添加劑對液滴進行改性。

近年來，許多研究人員一直在探索Cassie和Wenzel態，試圖更好地理解超疏水性。簡言之，在卡西狀態下，一個液滴位于凹凸不平的頂部，液滴下方有空隙，如下圖所示。接觸液滴的表面積百分比用于定義表觀（或測量）接觸角。在Wenzel狀態下，液滴填充液滴下的所有區域，并根據粗糙度計算表觀接觸角。

接觸角是了解材料表面特性（附著力、潤濕性和固體表面自由能）的一個寶貴指標。接觸角用于測量清潔度、表面處理效果、粘附性和排斥性