Biolin Scientific Theta Topography

Högpresterande och innovativt instrument för optisk kontakvinkelmätning och ytråhet.
Helt automatiserad modell som mäter topografi i samma punkt som kontaktvinkel, och ger dig både uppmätta och korrigerade värden för kontakvinkel och ytenergi.

Biolin Scientific Theta Topography

Högpresterande och innovativt instrument för optisk kontakvinkelmätning och ytråhet.
Helt automatiserad modell som mäter topografi i samma punkt som kontaktvinkel, och ger dig både uppmätta och korrigerade värden för kontakvinkel och ytenergi.

  • Full analyskapacitet
  • 3D topografi
  • Kontakvinkel korrigerad för ytråhet
  • Statisk kontaktvinkel
  • Dynamisk kontaktvinkel
  • Ytenergi / Surface Free Energy
  • Ytspänning
  • Gränsytspänning / Mellanfasspänning
  • Batchvis kontaktvinkel
  • Mellanfasreologi / Viskoelasticitet

Innovation

Med Theta Flow som bas är Theta Topography ett premiuminstrument med ”extra allt” i funktionalitet, inklusive mätning av ytans råhet i 2D och 3D.

Integrerad mätning

Helt automatiserat mäts topografi i samma punkt som kontaktvinkel, och ger dig både uppmätta och korrigerade värden för kontakvinkel och ytenergi.

Jämföra äpplen med äpplen

När du kan mäta och jämföra kontaktvinkel- och ytenergivärden både med och utan korrigering för ytans råhet kan du också avgöra om en förändring eller variation beror på kemisk olikhet eller topografisk påverkan. Viktig information för dig som jobbar med coatings eller ytbehandling av olika slag.

 

Kontakta produktspecialist:

Ulrika Lundgren
ulrika.lundgren@bergmanlabora.se
Tel: 08-625 18 09

Teknisk specifikation

Possible Measurements:

  • Static contact angle and captive bubble
  • Batch contact angle
  • Dynamic contact angle
  • Meniscus contact angle
  • Surface/Interfacial tension
  • 3D surface roughness and roughness-corrected contact angle (optional accessory needed)
  • Interfacial rheology (optional accessory needed)
  • Surface free energy (Zisman Plot, OWRK/Extended Fowkes, van Oss Acid-Base, Wu, Neumann’s Equation of State, Schultz 1 and 2

Software and hardware

Measuring range (°, mN/m) 0…180, 0.01…2000
Accuracy (°, mN/m) ±0.1, ±0.01
Maximum sample size (mm) Unlimited×100×320
Integrated sample holders
Maximum resolution (px) 2592 x 2048 (5 MP)
Maximum measuring speed (fps) 3422
Camera CMOS 1” USB 3.0 digital camera with zoom
Image focusing Software-controlled autofocus, manual fine focus in optics
Image quality Enhanced with DropletPlus technology, native
Camera protection Inside instrument covers
Camera view angle (°) -4.5 … 2.5, with digital scale
Light source and size LED based homogeneous background lighting, 62 x 62 mm
Field of view (Ø, mm) 1.44…45.3
Measurement indicator LED
Integrated touch display
Environment monitoring
Disposable tip dispensing
Software OneAttension, includes all measurement modes

Dimensions — Basic frame (L×W×H, mm) 765 x 230 x 435
Weight — Basic frame (kg) 29
Power supply (VAC) 100…240
Frequency (Hz) 50…60

3D Topography module:

Dimensions: 17 cm x 16.5 cm x 11.5 cm
Weight: 2.6 kg
Power supply: 100 – 240 V AC
Frequency: 50 – 60 Hz

System requirements

Motorized XYZ sample stage required (included in Theta Topo model=
Antivibration or stone table recommended

Methodology: Fringe projection phase-shifting
XY pixel size: 1.1 μm x 1.1 μm
Working range, Z direction: 1 μm – 60 μm
Axial resolution: 4 nm
Lateral sampling: 1.41 mm x 1.06 mm (XY).
(Stitching option up to 4.2 mm x 4.2 mm)
Working distance: 18 mm
Maximum sample size on sample stage: Unlimited x 320 mm x 22 mm (L x W x H)
Imaging options: Optical image, 2D roughness map, 3D roughness map
Measurement duration per one measurement: 5-30 s (1280 x 960 measurement points)

Analysis parameters (ISO 4287, ISO 4288):
• r (for Wenzel equation)
• θc, roughness corrected contact angle/Wenzel contact angle
• Sdr (%), Sa (um), Sq (um)
• Horizontal, vertical and from chosen 2D line segment Ra, Rq,
Rp, Rv, Rz, R10z

Waviness filtering: Gaussian high pass filter (ISO 11562)
Sample requirements/limitations: Diffuse reflecting surface required

Tillämpning

En optisk tensiometer kan användas till många olika av analyser, nedan några exempel.

Kontaktvinkel

Theta Flex kan användas för att mäta statisk, dynamisk och ytråhetskorrigerad kontaktvinkel. Huvudkomponenterna i en optisk tensiometer är kamera, dispenser för att dispensera en droppe, provbord och ljuskälla för att belysa droppen på provbordet.
Optiska tensiometrar kallas ibland också för optisk goniometer, kontaktvinkelgoniometer, kontaktvinkelmätare eller droppformsanalysator.

Statisk kontaktvinkel med optisk tensiometer

Sessile (sittande/vilande) droppanalys är den vanligaste metoden för kontaktvinkelmätning. En droppe placeras på ett substrat/fast yta och kameran tar en bild av droppen. Den statiska kontaktvinkeln definieras sedan genom att anpassa Young-Laplace-ekvationen runt droppen (även andra algoritmer så som cirkel– och polynom också kan användas). I praktiken tas en serie av bilder över tid, så ett förlopp kan också följas och studeras tidsupplöst.

Det är också möjligt att mäta på inverterade sessile-system, där droppen kommer underifrån till ett substrat, så kallad captive bubble. Det är en teknik som används då substratet är mycket hydrofilt och vanlig mätning är svår att få till, eller i trefas-system där det fast substratet befinner sig i vätska, exempelvis en oljedroppe på en mineralyta i en saltvattenslösning.

Dynamisk kontaktvinkel

Dynamisk kontaktvinkel är en alltmer använd och viktig metod, då verkliga ytor sällan är ideala och uppmätt statisk kontaktvinkel inte ger tillräcklig information om ytans egenskaper.

Det finns två huvudmetoder för att mäta dynamisk kontaktvinkel med optisk tensiometer, nålmetoden och lutningsmetoden.

Med nålmetoden skapas en liten droppe på det fasta substratet, nålen är kvar i droppen och används för att fylla mer vätska i droppen medan kontaktvinkel analyseras samtidigt som volymen ökar. Detta ger Advancing angle. Sedan minskas volymen i droppen på motsvarande sätt och under tiden mäts Receeding angle. Skillnaden mellan advancing och receeding angle är en indication på ytans inhomogenitet (kemisk eller steriskt) och kallas för hysteres. Detta är en metod som ofta används för att mäta dynamisk kontaktvinkel på superhydrofoba ytor.
Den andra metoden för dynamisk kontaktvinkel bygger på principen att luta/tilta provet gradvis till dess att en fritt sittande droppe börjar röra på sig.

Advancing angle mäts i fronten av droppen precis i ögonblicket då droppen börjar röra sig, och receeding angle mäts vid samma tidpunkt i den släpande/bakre delen av droppen. Med den här metoden kan också det som kallas Roll-off-vinkeln bestämmas, dvs vid vilken vinkel droppen börjar röra sig. En liten roll-off-vinkel är förknippat med liten hysteres (skillnaden mellan advancing och receeding). Lutningen kan skapas genom att tilta bara provbordet, eller genom att luta hela instrumentet, vilket ger en bibehållen baslinje i förhållande till den optiska vyn.

Kontakvinkelmätning med korrigering för ytråhet

Theta Flex och Theta Flow kan konfigureras med en inbyggd optisk profilometer, som mäter ytråhet i samma punkt som kontakvinkeln. Eftersom ytjämnhet har en påverkan på uppmätta kontaktvinkelvärden kan det vara värdefullt att ta fram parametrar för ytans topografi. 2D och 3D bilder, samt profilometriska parametrar såsom r (ratio mellan verklig och teoretisk dropparea), Sdr, Sa, Sq med flera rapporteras. Systemet kan med hjälp av r och Wenzelekvationen också beräkna kontaktvinkel och SFE med korrigering för ytråhet. Tillbehöret kan användas för mätning av ytråhet i längdskalan 1-60 um.
Korrigering enligt Wenzel förutsätter en topografi som ger vätning av hela den verkliga ytan.

Ytspänning/Mellanfasspänning

Ytspänning kan mätas med optisk tensiometri genom en metod som kallas Pendant Drop, i vilken en vätskedroppe som hänger från dispenserspetsen/nålen analyseras. Ytspänning och mellanfasspänning (Interfacial Tension) kan relateras till droppens form, och beräknas med hjälp av iterativ Young-Laplace fitting, där densitetsskillnad mellan vätska/gas respektive vätska/vätska behöver vara känd. Vätskevolymen måste var stor nog att ge en droppform.

Även inverterade mätningar kan göras, där den lättare fasen stiger från nålen in i en tyngre fas, med hjälp av en krokformad nål. Exempel på användning av denna teknik är då man vill studera mellanfasspänning mellan olja och vatten. Denna metod kallas ibland för Rising bubble eller Inverted pendant drop.

Interfacial Rheology

Med hjälp av en pulserande droppe kan reologiska egenskaper också studeras med optisk tensiometer.

Länkar

Läs mer om Theta Topography

Läs mer om mätning av ytråhet

  • Full analyskapacitet
  • 3D topografi
  • Kontakvinkel korrigerad för ytråhet
  • Statisk kontaktvinkel
  • Dynamisk kontaktvinkel
  • Ytenergi / Surface Free Energy
  • Ytspänning
  • Gränsytspänning / Mellanfasspänning
  • Batchvis kontaktvinkel
  • Mellanfasreologi / Viskoelasticitet

Innovation

Med Theta Flow som bas är Theta Topography ett premiuminstrument med ”extra allt” i funktionalitet, inklusive mätning av ytans råhet i 2D och 3D.

Integrerad mätning

Helt automatiserat mäts topografi i samma punkt som kontaktvinkel, och ger dig både uppmätta och korrigerade värden för kontakvinkel och ytenergi.

Jämföra äpplen med äpplen

När du kan mäta och jämföra kontaktvinkel- och ytenergivärden både med och utan korrigering för ytans råhet kan du också avgöra om en förändring eller variation beror på kemisk olikhet eller topografisk påverkan. Viktig information för dig som jobbar med coatings eller ytbehandling av olika slag.

 

Kontakta produktspecialist:

Ulrika Lundgren
ulrika.lundgren@bergmanlabora.se
Tel: 08-625 18 09

Teknisk specifikation

Possible Measurements:

  • Static contact angle and captive bubble
  • Batch contact angle
  • Dynamic contact angle
  • Meniscus contact angle
  • Surface/Interfacial tension
  • 3D surface roughness and roughness-corrected contact angle (optional accessory needed)
  • Interfacial rheology (optional accessory needed)
  • Surface free energy (Zisman Plot, OWRK/Extended Fowkes, van Oss Acid-Base, Wu, Neumann’s Equation of State, Schultz 1 and 2

Software and hardware

Measuring range (°, mN/m) 0…180, 0.01…2000
Accuracy (°, mN/m) ±0.1, ±0.01
Maximum sample size (mm) Unlimited×100×320
Integrated sample holders
Maximum resolution (px) 2592 x 2048 (5 MP)
Maximum measuring speed (fps) 3422
Camera CMOS 1” USB 3.0 digital camera with zoom
Image focusing Software-controlled autofocus, manual fine focus in optics
Image quality Enhanced with DropletPlus technology, native
Camera protection Inside instrument covers
Camera view angle (°) -4.5 … 2.5, with digital scale
Light source and size LED based homogeneous background lighting, 62 x 62 mm
Field of view (Ø, mm) 1.44…45.3
Measurement indicator LED
Integrated touch display
Environment monitoring
Disposable tip dispensing
Software OneAttension, includes all measurement modes

Dimensions — Basic frame (L×W×H, mm) 765 x 230 x 435
Weight — Basic frame (kg) 29
Power supply (VAC) 100…240
Frequency (Hz) 50…60

3D Topography module:

Dimensions: 17 cm x 16.5 cm x 11.5 cm
Weight: 2.6 kg
Power supply: 100 – 240 V AC
Frequency: 50 – 60 Hz

System requirements

Motorized XYZ sample stage required (included in Theta Topo model=
Antivibration or stone table recommended

Methodology: Fringe projection phase-shifting
XY pixel size: 1.1 μm x 1.1 μm
Working range, Z direction: 1 μm – 60 μm
Axial resolution: 4 nm
Lateral sampling: 1.41 mm x 1.06 mm (XY).
(Stitching option up to 4.2 mm x 4.2 mm)
Working distance: 18 mm
Maximum sample size on sample stage: Unlimited x 320 mm x 22 mm (L x W x H)
Imaging options: Optical image, 2D roughness map, 3D roughness map
Measurement duration per one measurement: 5-30 s (1280 x 960 measurement points)

Analysis parameters (ISO 4287, ISO 4288):
• r (for Wenzel equation)
• θc, roughness corrected contact angle/Wenzel contact angle
• Sdr (%), Sa (um), Sq (um)
• Horizontal, vertical and from chosen 2D line segment Ra, Rq,
Rp, Rv, Rz, R10z

Waviness filtering: Gaussian high pass filter (ISO 11562)
Sample requirements/limitations: Diffuse reflecting surface required

Tillämpning

En optisk tensiometer kan användas till många olika av analyser, nedan några exempel.

Kontaktvinkel

Theta Flex kan användas för att mäta statisk, dynamisk och ytråhetskorrigerad kontaktvinkel. Huvudkomponenterna i en optisk tensiometer är kamera, dispenser för att dispensera en droppe, provbord och ljuskälla för att belysa droppen på provbordet.
Optiska tensiometrar kallas ibland också för optisk goniometer, kontaktvinkelgoniometer, kontaktvinkelmätare eller droppformsanalysator.

Statisk kontaktvinkel med optisk tensiometer

Sessile (sittande/vilande) droppanalys är den vanligaste metoden för kontaktvinkelmätning. En droppe placeras på ett substrat/fast yta och kameran tar en bild av droppen. Den statiska kontaktvinkeln definieras sedan genom att anpassa Young-Laplace-ekvationen runt droppen (även andra algoritmer så som cirkel– och polynom också kan användas). I praktiken tas en serie av bilder över tid, så ett förlopp kan också följas och studeras tidsupplöst.

Det är också möjligt att mäta på inverterade sessile-system, där droppen kommer underifrån till ett substrat, så kallad captive bubble. Det är en teknik som används då substratet är mycket hydrofilt och vanlig mätning är svår att få till, eller i trefas-system där det fast substratet befinner sig i vätska, exempelvis en oljedroppe på en mineralyta i en saltvattenslösning.

Dynamisk kontaktvinkel

Dynamisk kontaktvinkel är en alltmer använd och viktig metod, då verkliga ytor sällan är ideala och uppmätt statisk kontaktvinkel inte ger tillräcklig information om ytans egenskaper.

Det finns två huvudmetoder för att mäta dynamisk kontaktvinkel med optisk tensiometer, nålmetoden och lutningsmetoden.

Med nålmetoden skapas en liten droppe på det fasta substratet, nålen är kvar i droppen och används för att fylla mer vätska i droppen medan kontaktvinkel analyseras samtidigt som volymen ökar. Detta ger Advancing angle. Sedan minskas volymen i droppen på motsvarande sätt och under tiden mäts Receeding angle. Skillnaden mellan advancing och receeding angle är en indication på ytans inhomogenitet (kemisk eller steriskt) och kallas för hysteres. Detta är en metod som ofta används för att mäta dynamisk kontaktvinkel på superhydrofoba ytor.
Den andra metoden för dynamisk kontaktvinkel bygger på principen att luta/tilta provet gradvis till dess att en fritt sittande droppe börjar röra på sig.

Advancing angle mäts i fronten av droppen precis i ögonblicket då droppen börjar röra sig, och receeding angle mäts vid samma tidpunkt i den släpande/bakre delen av droppen. Med den här metoden kan också det som kallas Roll-off-vinkeln bestämmas, dvs vid vilken vinkel droppen börjar röra sig. En liten roll-off-vinkel är förknippat med liten hysteres (skillnaden mellan advancing och receeding). Lutningen kan skapas genom att tilta bara provbordet, eller genom att luta hela instrumentet, vilket ger en bibehållen baslinje i förhållande till den optiska vyn.

Kontakvinkelmätning med korrigering för ytråhet

Theta Flex och Theta Flow kan konfigureras med en inbyggd optisk profilometer, som mäter ytråhet i samma punkt som kontakvinkeln. Eftersom ytjämnhet har en påverkan på uppmätta kontaktvinkelvärden kan det vara värdefullt att ta fram parametrar för ytans topografi. 2D och 3D bilder, samt profilometriska parametrar såsom r (ratio mellan verklig och teoretisk dropparea), Sdr, Sa, Sq med flera rapporteras. Systemet kan med hjälp av r och Wenzelekvationen också beräkna kontaktvinkel och SFE med korrigering för ytråhet. Tillbehöret kan användas för mätning av ytråhet i längdskalan 1-60 um.
Korrigering enligt Wenzel förutsätter en topografi som ger vätning av hela den verkliga ytan.

Ytspänning/Mellanfasspänning

Ytspänning kan mätas med optisk tensiometri genom en metod som kallas Pendant Drop, i vilken en vätskedroppe som hänger från dispenserspetsen/nålen analyseras. Ytspänning och mellanfasspänning (Interfacial Tension) kan relateras till droppens form, och beräknas med hjälp av iterativ Young-Laplace fitting, där densitetsskillnad mellan vätska/gas respektive vätska/vätska behöver vara känd. Vätskevolymen måste var stor nog att ge en droppform.

Även inverterade mätningar kan göras, där den lättare fasen stiger från nålen in i en tyngre fas, med hjälp av en krokformad nål. Exempel på användning av denna teknik är då man vill studera mellanfasspänning mellan olja och vatten. Denna metod kallas ibland för Rising bubble eller Inverted pendant drop.

Interfacial Rheology

Med hjälp av en pulserande droppe kan reologiska egenskaper också studeras med optisk tensiometer.

Länkar

Läs mer om Theta Topography

Läs mer om mätning av ytråhet

Behöver du hjälp att välja rätt produkt?

Våra produktspecialister kan hjälpa dig att välja rätt instrument för din verksamhet.

Kontakta oss

Andra köpte även

Relaterade produkter

Till toppen