Назначение и области применения

Анализатор MCAT (Modular Contact Angle Technology) представляет собой гибкую платформу для исследования поверхностных явлений.

Ключевые направления использования прибора:

• Измерение контактного угла на границе фаз.
• Расчет поверхностной энергии твердых тел и поверхностного натяжения жидкостей.
• Оценка энергии взаимодействия фаз (адгезия/когезия).
• Изучение реологии на границе раздела фаз.

Модульная архитектура и аппаратное обеспечение

Система позволяет легко адаптировать конфигурацию под конкретные задачи. Замена модулей не требует специальной квалификации.

1. Интеллектуальное позиционирование капли (ось Z)

Обеспечивает автоматическую подстройку предметного столика под особенности поверхности в режиме реального времени. Система бережно «ловит» каплю, гарантируя ее идеальное положение для съемки независимо от толщины образца. Это позволяет работать с микрообъемами капель, близкими к критическим значениям. Предусмотрена ручная корректировка скорости.

2. Автоматизация перемещения (ось Y)

Модуль для серийных измерений: позволяет позиционировать и наносить несколько капель последовательно на строго заданном расстоянии друг от друга для картирования поверхности.

3. Высокоточное дозирование (2-4 канала)

Автоматизированные дозаторы обеспечивают высокую воспроизводимость объема капли. Система совместима со стеклянными и пластиковыми шприцами малого объема. Для работы со сложной химией между шприцом и иглой могут устанавливаться специализированные капилляры.

4. Наклонный механизм (Титинг)

Предметный столик оснащается ручным или автоматическим приводом для наклона в диапазоне от 0° до 90° с шагом 0,1°. Необходим для измерения углов скатывания и наступания/отступания.

5. Револьверная система позиционирования игл («Карусель»)

Оптимизирует работу с несколькими жидкостями. Гарантирует, что кончик активной иглы всегда находится в фокусе камеры и центре поля зрения.
Особенность GBX: наличие специального защитного кожуха для безопасной работы с токсичными образцами.

6. Вспомогательные модули и камеры среды

• Встраиваемый генератор влажности.
• ПИД-модуль для термостатирования шприца.
• Высокотемпературные камеры (нагрев до 2000°C).
• Барокамеры для контроля давления в диапазоне от 10⁻⁶ мбар до 300 Бар.

Программное обеспечение Visiodrop

Мощный программный комплекс для сбора данных, обработки изображений и расчета физико-химических параметров.

Функциональные возможности анализа изображений:

• Динамический анализ объема капли с точностью до 0,01 мкл.
• Автофокусировка и цифровой зум для максимальной четкости.
• Построение конверта смачивания (Wetting envelope).
• Расчет параметров Giwi и G121 для прогнозирования качества адгезии.
• Изучение растворимости полимеров и анализ изогнутых образцов.
• Автокалибровка изображений.

Анализ поверхностного натяжения (жидкости):

• Рабочий диапазон: от 0,01 до 1000 мН/м.
• Разрешение: ±0,1 мН/м.
• Определение полярных, дисперсионных, кислотных и основных компонентов.
• Исследование температурной зависимости натяжения (при наличии термокамеры).
• Полная статистическая обработка: расчет ошибки, пределов достоверности, стандартного отклонения.

Расчет поверхностной энергии (твердые тела):

• Рабочий диапазон: от 0,01 до 1000 мН/м.
• Расчет полярных и дисперсионных компонентов с использованием уравнений Оуэнса-Вендта (Owens-Wendt) и Ван Осса (Van Oss).
• Определение критической поверхностной энергии по методу Зисмана (Zisman).
• Расчеты по уравнению Фокки (Fowkes).
• Встроенная библиотека свойств жидкостей и материалов.