在纺织材料的世界里，棉布因其柔软、透气、可降解而备受青睐，但其天生的“亲水性”却限制了它在雨雪、油污等严苛环境中的应用。如何让温和的棉布穿上超疏水的“铠甲”，实现自我清洁、油水分离等高级功能，成为科研与产业界共同关注的焦点。

近期，东华大学的研究团队在《Chemical Engineering Journal》上发表了一项创新成果，他们通过两步法——接枝缩合与自由基共聚，成功赋予棉织物超疏水性能。这项研究中，一项看似“不起眼”却至关重要的仪器——接触角测量仪，成为了评估与优化这一“铠甲”性能的“眼睛”。

一、定义“超疏水”——接触角量化性能

什么是超疏水？仅凭肉眼观察“水珠不湿”是远远不够的，需要精准的量化指标。研究团队使用接触角测量仪对改性后的棉布（CF-VMS-DH）进行了系统测量。

关键数据揭示：

- 静态接触角高达163°：水珠在织物表面几乎呈完美的球体，表明其极端的疏水特性。

- 滑动角低至7°：极小的倾斜角度即可让水珠滚落，证明表面同时具有低粘附性。

图1. CF- VMS -DH的疏水性。(a) VMS 与 DMAM 的摩尔比和(b) HFBMA 与 DMAM 的摩尔比对CF- VMS -DH疏水性的影响。(c) 疏水性随时间的变化及(d) 水滴的相应数字图像。(e) 水和油在CF- VMS -DH上的数字图像。(f) 各种液滴（牛奶、茶、咖啡、染料）在CF- VMS -DH上的数字图像。(g) CF- VMS -DH浸入水中显示银镜现象的数字图像。（h-i）水滴从倾斜的CF- VMS -DH表面滚落的数字图像。

二、优化“配方”——接触角指导工艺

如何获得最佳的超疏水效果？研究团队通过系统调整VMS、HFBMA、DMAM三种单体的摩尔比，并利用接触角测量仪对每一组样品进行快速、准确的性能反馈。

仪器如何驱动优化：

1.  固定HFBMA与DMAM，增加VMS比例，接触角从134°升至163°，滑动角从27°降至7°。仪器数据直观显示，更多乙烯基的接枝带来了更致密的疏水层。

2.  在最佳VMS比例下，调整HFBMA（含氟单体）的用量，接触角进一步提升并最终稳定在163°左右。

三、考验“铠甲”耐久性——接触角评估稳定性

一件优秀的“铠甲”不仅要初始性能强，更要经久耐用。接触角测量仪在此扮演了耐久性“裁判官”的角色，对改性织物进行了一系列严苛测试后的性能追踪：

- 耐磨擦测试：经过150次砂纸摩擦后，接触角仍保持在144°以上（使用600目砂纸）。

- 耐洗涤测试：经历30次标准洗涤后，接触角依然高达150°。

- 耐环境测试：在有机溶剂、强酸强碱（pH 1-11）、紫外线长期照射、高温（160°C）处理后，接触角均能保持在150°以上。

每一次测试后，接触角测量仪提供的关键数据，都直接、客观地证明了由化学键合构建的疏水层具有非凡的机械稳固性和化学稳定性，远超物理涂覆等传统方法。

图2. CF- VMS -DH在不同条件下的稳定性。CF- VMS -DH在(a)浸入各种有机溶剂后，(b)暴露于不同pH值的水溶液后，(c)不同紫外线照射时间后，以及(d)不同温度热处理后的接触角和滑动角。

四、验证“实战”功能——接触角关联应用

超疏水的最终价值在于应用。研究进一步将其用于自清洁和油水分离。

- 自清洁演示：视频中，滴落的水珠能轻松带走表面的普鲁士蓝粉末，接触角测量仪所验证的低滑动角是实现这一“滚落清洁”效果的理论基础。

- 油水分离性能：在长达20次的循环分离测试中，分离效率始终高于98%。与此同时，研究团队持续监测分离后织物的接触角，发现其仍保持在150°以上。这证实了材料在实用中的可靠性与可重复使用性。

五、总结：接触角测量仪——超疏水材料研发的“标尺”与“灯塔”

本项研究清晰地展示了接触角测量仪在功能性纺织品研发全流程中的核心价值：

1.  性能标尺：精准定义“超疏水性”，将定性描述转化为可比较的量化数据（接触角/滑动角）。

2.  优化指南：快速反馈不同工艺参数下的性能变化，指导研发方向，加速配方优化。

3.  质量哨兵：系统评估材料在摩擦、洗涤、化学腐蚀、光照、高温等极端条件下的耐久性，为产品可靠性提供关键数据支撑。

4.  应用桥梁：将基础表面性能（疏水性）与实际应用效果（自清洁效率、油水分离效率）科学关联。

从实验室的精密优化到最终产品的性能保证，接触角测量仪始终是连接微观表面结构与宏观应用性能不可或缺的关键仪器。它为开发下一代高性能纺织材料、防水涂层、防污表面等提供了可靠的分析手段。

DSA-X Plus 专家型接触角测量仪

由贝拓科学自主研发设计生产的光学接触角测量仪，内置五种分析算法，涵盖全角度范围测量，其中YoungLaplace拟合方法为贝拓独家，针对120°以上角度具有更为精准的测分析方法，尤其在150°甚至160°以上角度拟合效果更佳。

更多详细，请参考原文：

Liu, Jianlei, et al. “Durable and Superhydrophobic Cellulose-Containing Fabrics for Self-Cleaning and Oil-Water Separation.” Chemical Engineering Journal, vol. 525, 2025, p. 170129. doi:10.1016/j.cej.2025.170129.