近期，來自鳳凰網的一篇技術資訊引起了我們專業人員的注意。文章的標題為《三星超疏水玻璃涂層 未來手機屏可彈開水珠》http://tech.ifeng.com/a/20160927/44458754_0.shtml。

具體內容如下：

三星超疏水玻璃涂層 未來手機屏可彈開水珠

2016年09月27日 10:49 
來源：鳳凰科技

 

 

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但作為專業的從業人員，我們的對此消息的需要作出的分析包括：

1、關于這段話：顯然，三星許可的超疏水玻璃涂層技術來自美國能源部橡樹嶺國家實驗室，水滴接觸角度為155-165度。這意味著接觸角小于這一數值的水滴能從涂層表面彈開，并清除灰塵微粒。其中“接觸角值小于155－165度的水滴從涂層表面彈開”的翻譯是錯誤的。原文的意思是達到這個角度值范圍時，可以通過彈走的水滴帶走灰塵。而這項技術即為仿荷葉效應的最準確解釋。原文請參考：http://www.sammobile.com/2016/09/26/future-samsung-devices-may-have-hydrophobic-displays/

The US Department of Energy’s Oak Ridge National Laboratory has announced today that Samsung has exclusively licensed its optically clear superhydrophobic film technology which it’s going to use to improve the performance of glass displays on its smartphones, tablets, and other devices. ORNL has developed a transparent coating which repels water that carries away dust and dirt. The coating also reduces light reflection and resists fingerprints, it was developed after three years of superhydrophobic research on glass-based coatings.

Water will literally bounce off the display of a device which features this coating. A surface is said to be superhydrophobic if it has a water droplet contact angle of more than 150 degrees. ORNL’s coating has a contact angle between 155 and 165 degrees which means that water basically bounces off of it and takes dust particles with it. This superhydrophobic technology was developed by depositing a thin glass film on a glass surface and then heating the coated glass to turn the surface into two material compositions. A selective etching process is then used to produce a porous three-dimensional network of high-silica content glass which is pivotal for the antireflective and the hydrophobic properties of this coating.

Samsung already makes water resistant phones so hydrophobic displays align nicely with that capability of its high-end devices. It’s unclear when we’ll start to see this coating on Samsung’s mobile devices, the company itself hasn’t detailed any plans as yet.

2、本段所描述的超疏水材料的接觸角值155－165度是一個接近或超過荷葉表面接觸角值的角度，其實現難度非常高。而對于接觸角值的測試結果，目前由各儀器生產廠軟件算法不同，得出的角度也不盡相同。但規歸起來，目前能夠用于測試超過100度接觸角值的科學測試方法僅有Young-Laplace方程擬合技術。而其他的算法如橢圓擬合和圓擬合均由于其液滴量的前提假設以及簡單粗放的數學模型擬合，無法修正重力系數，測值結果的科學性有待商榷。

Young-Laplace方程擬合技術中科學的模型可以修正重力系數，并綜合運用液－液－固界面張力體系，其測值結果更為可靠，是測試超疏水材料接觸角值的首選。

Young-Laplace方程擬合法目前主要分為三種：

第一種為基于Select plane算法的Young-Laplace方程擬合技術，主要在國外主流儀器廠商如德國，芬蘭，美國等國家的儀器廠商中（第二代算法）。本項技術的主要優點為快速。因為，在求解邦德系數（Bond Number）時，采用了特征點（如30、45、60度斜線與弧線的交叉點。），因為求解速度快。但本項技術的缺點更為明顯，主要體現為兩個方面，其一為精度不高。通過求解邦德系數即可算出；其二，其軸對稱的假設導致測值結果受主要測試評估液滴輪廓側的輪廓點影響非常大，體現為測值偏大。比如，我們通過實驗得出，在實際測值中，這種算法測試120－140度的角度值時，偏大5度；測試140度以上角度值時，偏大10度。

第二種為基于液滴輪廓的Young-Laplace方程擬合法，主要為加拿大多倫多大學Neumann教授團隊的ADSA－P算法中（第三、四代算法）。這個算法的優點在于精度高，誤差小。但是其缺點于如上第一種算法一樣，同樣存在軸對稱假設，因而實際測值效果存在一定的誤差。

第三種算法為基于真實液滴法的Young-Laplace方程擬合技術。其實質是Neumann團隊算法的第五代。基于ADSA－NA算法，從液滴輪廓兩側反向推導頂點，從而解決了非軸對稱以及無頂點等問題。因而，從實際測試接觸角值的精度和效果來看，這種算法是最優秀的。同時，由于其非軸對稱性，完全可以運用來測試超疏水材料時Wenzel模型下的熱平衡接觸角或稱為本征接觸角值。由于其可以修正重力系數，且基于科學的液－液－固物理化學模型，因而被廣大用戶視為首選算法用于超疏水材料的接觸角測值。