OCA 200은 전자동 광학 자동 접촉각 측정기로 고체 표면의 젖음성이나 표면에너지를 측정하는데 최적화된 연구 기기입니다. 자동화 프로그램을 통해 측정 절차 및 샘플 측정 좌표 등의 정보 입력하면 전자동으로 샘플을 측정 및 분석이 가능하며, Auto focus를 지원하는 고사양의 카메라로 아주 미세한 촬영이 가능한 최고급 사양의 연구 기기입니다.
OCA 200 모델은 소프트웨어로 제어되고 전기적으로 구동되는 광학 정렬을 통해 관찰 각도를 조정하고 자동으로 초점을 맞춥니다.
트렌드를 선도하는 10배 줌 렌즈와 DataPhysics Instruments 의 안정적인 자동 초점 시스템을 갖춘 OCA 200 은 거시적 실리콘 웨이퍼에서 관상 동맥 스텐트의 미세한 메쉬 구조에 이르기까지 모든 종류의 샘플 크기를 처리할 수 있습니다.
USB 3 인터페이스가 있는 고성능 카메라와 함께 사용하면 휘발성이 높은 액체의 아주 작은 방울도 모니터링할 수 있습니다. 전기 구동식 샘플 테이블을 사용하면 빠른 자동화 측정 절차를 위해 최고의 정밀도와 탁월한 속도로 미세 구조 샘플을 배치할 수 있습니다. 전자 다중 직접 투여 시스템 DDE/x와 최대 4개의 전자 주사기 모듈 ESr-N 액체를 거시적 샘플에 증착할 수 있으며 표면 매개변수를 자동으로 결정할 수 있습니다.
미세 구조 샘플의 분석을 위해 10 나노리터의 작은 액적을 생성할 수 있는 나노리터 투여 시스템을 사용할 수 있습니다. 이러한 액적은 표면을 분석할 치과 임플란트의 나사산 사이에 들어갈 수 있을 정도로 작습니다.
30피코리터의 작은 액적까지 투여할 수 있는 피코리터 도징 시스템 PDDS를 사용하여 더 작은 구조를 분석할 수 있습니다. 이를 통해 관상 스텐트의 메쉬 구조 또는 단일 섬유의 개별 와이어에서 접촉각을 측정할 수 있습니다.
주요 특징
고성능 전자 축으로 공간의 세 방향으로 모두 조절 가능한 샘플 테이블
고성능의 10배 줌 렌즈
자동 초점 조정 및 관찰 각도 조정을 위한 소프트웨어 제어식 전기 구동 광학 정렬
USB 3 인터페이스를 사용하는 고성능 카메라와 비디오 측정 시스템
자동 온도 편차 보정을 포함한 수동 및 소프트웨어 제어 강도의 LED 조명
터치 스크린 및 정밀 제어 휠이 장착되있는 TP 50 컨트롤 패널 포함
소프트웨어
SCA 소프트웨어는 독립적으로 사용 가능한 다양한 모듈로 제공됩니다. OCA 200에 사용 가능한 소프트웨어 모듈은 다음과 같습니다:
Microsoft Windows®용으로 설계된 SCA 소프트웨어는 모든 OCA 기기를 위한 모듈식 프로그램입니다. 최신 사용자 인터페이스는 높은 커스터마이징으로 모든 사용자에게 개별적이고 이상적으로 적합한 측정 개요를 제공합니다. 소프트웨어로 통합된 광범위한 데이터베이스는 다양한 액체 및 고체의 중요한 물리적 및 화학적 매개변수로 구성됩니다. SCA 소프트웨어는 가장 빠른 프로세스의 제어된 평가가 가능한 영상 시퀀스의 기록 및 저장 기능을 제공합니다. 새로 개발된 자동화 통신으로 인해 모든 전자 부품의 자동 제어가 수월해졌습니다. 예를 들어, 전체 샘플을 매핑하여 최대 4개의 액체로 표면 에너지를 자동으로 결정할 수 있습니다. 모든 드롭의 위치는 사전에정의된 패턴에 따라 설정하거나 직관적인 시각적 드롭 위치 지정 기능을 사용하여 개별적으로 설정할 수 있습니다. SCA 소프트웨어는 다음과 같이 별도로 사용 가능한 모듈로 나뉩니다.
Contact angle measurement with SCA 20
SCA20 - 접촉각
SCA 20 모듈은 접촉각 측정을 가능하게 하는 기본 소프트웨어 모듈입니다.
주요 특징:
sessile drop 및 captive drop 방법에 따른 평면, 볼록 및 오목 표면의 정적 접촉각 측정 및 표시
평면 및 곡면에서 자동 기준선 감지
needle-in-drop 방식 및 tilting 방식에 따른 동적 접촉각 (전진각 및 후진각, 접촉각 히스테리시스) 측정
Determination of the surface energy with SCA 21
SCA21 - 표면 에너지
SCA 21 소프트웨어 모듈을 사용하면 다양한 액체와 다중 접촉각을 측정하여 고체의 표면 에너지를 확인할 수 있습니다.
주요 특징:
9가지 다른 이론에 따른 고체의 표면 에너지와 구성 요소(예: 분산, 극성 및 수소 결합 부분, 산 및 염기 부분)의 결정
습윤 봉투의 계산 및 표현과 접착 / 접촉각 다이어그램 작업
Surface tension measurement with SCA 22
SCA22 - 표면 및 계면 장력
SCA 22 소프트웨어 모듈을 사용하면 펜던트 드롭 방에 따라 표면 및 계면 장력을 측정할 수 있습니다.
주요 특징:
펜던트 드롭의 Young-Laplace 평가를 기반으로 표면 및 계면 장력, 극성 및 분산 부품의 측정
SCA23 - Liquid Bridge 분석
SCA 23 소프트웨어 모듈은 해당 테스트 조각 및 용기와 함께 액체 라멜라를 기반으로 하는 표면 및 계면 장력을 측정할 수 있습니다.
주요 특징:
라멜라 윤곽 평가를 기반으로 한 표면 및 계면 장력 결정
3상 시스템의 Liquid Bridge 분석
SCA26 - 오실레이션 / 릴렉세이션
SCA 26 소프트웨어 모듈은 오실레이션과 릴렉세이션, 오실레이션 펜던트 드롭을 생성할 수 있는 시스템과 함께 표면 및 계면 유변학적 매개변수를 측할 수 있습니다.
주요 특징:
오실레이팅 및 릴렉싱 펜던트 드롭의 윤곽을 기반으로 계면 팽창 계수의 실수부 및 허수부 결정
Topview measurement with SCA 27
SCA27 - 평면도의 접촉각
SCA 27 소프트웨어 모듈은 Topview 비디오 시스템 TVS를 사용하여 평면도에서 보이는 표면의 접촉각을 측정할 수 있습니다.
주요 특징:
평면도 측정에서 분석된 낙하 반경과 낙하 부피를 기반으로 한 접촉각 측정
액세서리
모듈식 제품 설계로 인해 OCA 200은 다양한 OCA 액세서리 제품군의 다양한 옵션과 결합될 수 있습니다. 확장된 줌 범위와 고해상도 광학 기능을 갖춘 OCA 200은 피코리터 도징 시스템 PDDS와 같이 가장 작은 액적을 사용할 때 선택하는 장치입니다.
OCA 시리즈의 광학 접촉각 측정 및 윤곽 분석 시스템은 계면 매개변수 및 현상 측정을 위한 고정밀 광학 측정 장치입니다. 다음에서는 Drop 윤곽선의 광학 분석이 제공하는 가능성과 광범위한 액세서리 및 직관적인 소프트웨어 제어가 포함된 OCA 모델에 대해 배울 것입니다.
OCA - Accessories
OCA 시리즈의 모듈식 설계에 따라 DataPhysics Instruments는 특정 계면 문제에 적합한 구성을 찾을 수 있는 광범위한 액세서리를 제공합니다. 이 광범위한 옵션 모듈, 구성품 및 액세서리에는 다양한 투여 시스템, 온도 및 환경 제어 시스템, 샘플 위치 지정 및 유지 시스템, 추가 특수 액세서리가 포함됩니다.
Liquid dosing systems
드롭을 정확하고 재현성 있게 투여하기 위해 다른 튜브 없이 다양한 직접 투여 시스템을 사용할 수 있습니다. 유리 또는 일회용 시린지를 사용하기 때문에 준비 시간이 짧고 세척 작업이 최소화됩니다. 수동으로 배치된 단일 시린지 모듈 및 최대 4개의 시린지 모듈을 전자적으로 선택 가능하고 배치된 시린지가 있는 다중 투여 시스템 모두에 적용됩니다. 미세 구조 샘플을 분석하는 데 필요한 작은 액적은 특수 나노리터 또는 피코리터 투여 시스템으로 사용할 수 있습니다.
Direct dosing systems
직접 투여 시스템은 모든 OCA 시스템의 조명 하우징에 직접 장착되는 부품입니다. 직접 투여 시스템을 사용하면 하나 또는 두 개의 전자 시린지 모듈을 수동으로 배치하거나 1~4개의 전자 시린지 모듈을 자동으로 전자적으로 배치할 수 있습니다.
Manual direct dosing systems
단일 직접 투여 시스템 SD-DM을 사용하여 하나의 전자 시린지 모듈을 수동으로 배치할 수 있습니다. Pendent drop 방식을 사용하여 표면 및 계면 장력을 측정하기 위한 이상적인 보급형 솔루션입니다. SD-DM은 축 방향 및 수평 바늘 위치 지정을 위해 미세 조정 나사가 있는 시린지 모듈 캐리어 1개와 연결 케이블로 구성됩니다.
이중 직접 주입 시스템 DD-DM은 표면 에너지 측정을 위해 기판에 두 가지 다른 액체를 주입할 수 있습니다. DD-DM은 축 방향 및 수평 니들 위치를 위해 미세 조정 나사가 달린 2개의 시린지 모듈 캐리어와 2개의 연결 케이블로 구성됩니다.
Single direct dosing system SD-DM and double direct dosing system DD-DM
Electronic multiple direct dosing systems DDE/x
전자식 다중 직접 투여 시스템 DDE/x는 정확한 전자 시린지 선택 및 정확한 위치 지정을 할 수 있습니다. DDE/x는 TP 50 컨트롤 패널과 SCA 소프트웨어를 통해 제어할 수 있습니다. 시료 위에 최대 4개의 서로 다른 액체를 전자적으로 선택하고 배치할 수 있기 때문에 고체의 표면 에너지 측정을 쉽게 자동화할 수 있습니다.
기술 데이터
시린지 모듈의 수직 이동 거리: 20mm; 분해능 ±0.04μm
주사기 모듈의 수평 이동 거리: ±4.9 mm; 분해능 ±0.2μm
버전에 따라 최대 4개의 전자 시린지 모듈을 사용할 수 있습니다.
DDE/1 - 시린지 모듈 캐리어 1개
DDE/2 - 시린지 모듈 캐리어 2개
DDE/3 - 시린지 모듈 캐리어 3개
DDE/4 - 시린지 모듈 캐리어 4개
Single and double electronic direct dosing systems DDE/1 and DDE/2
Threefold and fourfold electronic direct dosing systems DDE/3 and DDE/4
Electronic syringe module ESr-N
모든 투여 시스템과 함께 사용할 수 있는 전자 시린지 모듈 ESr-N은 유리 또는 일회용 시린지와 함께 작동하며 1μl 작은 방울까지 투여합니다. 전자 피스톤 드라이브로 인해 ESr-N은 정확한 액체 용량을 자동으로 주입할 수 있습니다. ESr-N은 나노리터 투여용으로 사용할 수 있습니다.
기술 데이터
피스톤 이동 속도: 0.2μm/s … 10mm/s; ±0.1μm/s
투여 속도는 사용하는 시린지에 따라 다릅니다. 몇 가지 일반적인 투여 속도는 다음과 같습니다.
0.01 ~ 5.28μl/s(DS 100/GT 포함)
0.01 ~ 26.39μl/s(DS 500/GT 포함)
0.02 … 52.82μl/s(DS 1000/GT 포함)
0.02 ~ 55.30μl/s(DS-D 1000 SF 포함)
Electronic syringe module ESr-N
Dosing systems for microstructers
정확한 접촉각 측정을 위한 필수 요구 사항은 드롭이 테스트 표면의 가장자리를 넘어서 닿거나 젖지 않아야 한다는 것입니다. 때문에 인쇄 회로 기판, 소형 의료 제품, 리소그래피 구조, 정밀 기계 및 조립 부품, 와이어 및 단일 섬유와 같은 미세 구조 샘플을 분석할 때 특히 작은 방울을 투여하는 데 어려움이 있습니다. DataPhysics Instruments의 혁신적인 특수 투여 시스템은 이러한 문제를 해결합니다. 표준 투여 시스템으로 투여된 마이크로리터 크기의 드롭은 접촉각에 따라 밀리미터 범위의 기본 직경을 갖습니다. 이것은 핀 헤드의 크기와 같습니다.
DataPhysics Instruments의 나노리터 투여 시스템을 사용하면 100배 더 작은 부피(일반적으로 10나노리터)까지 액적을 주입할 수 있습니다. 이러한 액적은 표면을 조사해야하는 치과 임플란트의 나사산에 적합합니다.
관상 동맥 스텐트의 메쉬 구조는 훨씬 더 작은 테스트 영역을 제공합니다. 혈관이 조직 재생에 의해 막히는 것을 방지하려면 표면 특성을 최적화해야 합니다. 이 경우 피코리터 투여 시스템 PDDS를 사용하여 30피코리터까지의 드롭을 생성할 수 있습니다.
Base diameter diagram
Nanolitre drop between the screw threads of a dental implant
Nanolitre dosing system
표준 전자 시린지 모듈 ESr-N 은 나노리터 투여 밸브를 추가하여 나노리터 투여 시스템으로 쉽게 업그레이드할 수 있습니다. 따라서 미세 구조 샘플의 접촉각을 쉽게 측정할 수 있습니다. ESr-N 모듈에 공기가 채워진 시린지를 사용하면 투여 튜브의 액체가 마그네틱 투여 밸브로 밀려납니다. 밸브는 SCA 소프트웨어에 의해 트리거됩니다. 이 설정을 통해 초당 최대 250개의 방울을 10nl까지 재현 가능하게 생성할 수 있습니다.
Nanolitre dosing system
Picolitre dosing system PDDS
고체 기판에 피콜리터 액적을 주입하면 광학 접촉각 측정이 극도로 향상됩니다. DataPhysics Instruments의 새로 개발된 피코리터 투여 시스템 PDDS를 사용하면 30피코리터 이하의 액적을 재현 가능하게 투여할 수 있습니다. 따라서 접촉각에 따라 100마이크로미터 미만의 드롭 베이스 직경이 생성됩니다. 이 높은 정밀도로 피콜리터 투여 시스템 PDDS는 초당 최대 1000방울까지 투여할 수 있습니다.
PDDS 는 테스트 액체 용기를 일회용 카트리지를 사용하여 작업을 쉽게 할 수 있습니다. 부피는 100마이크로리터에 불과해 재료비와 폐기처리가 모두 경제적입니다. 또한 시간이 많이 걸리는 세척 절차가 필요하지 않으며 교차 오염이 불가능합니다. 따라서 잉크 또는 계면활성제 용액을 포함하여 가장 까다로운 액체도 일상적으로 사용할 수 있습니다.
Picolitre dosing system PDDS
Video: Picolitre dosing system PDDS
Liquid Jet systems
Liquid Jet 시스템은 나노리터 투여 시스템과 동일한 투여 원리를 기반으로 합니다. 공기 압력을 사용하여 마그네틱 밸브에 액체를 밀어 넣으면 밸브를 열 때 액체 제트가 생성될 수 있습니다. 크기가 작기 때문에 여러 밸브를 나란히 배치할 수 있습니다. 따라서 여러 방울을 동시에 투여하고 동일한 시야 내에서 분석할 수 있습니다. 동시에 여러 방울을 주입하고 분석하여 고체의 표면 에너지를 결정하는 프로세스를 극적으로 가속화할 수 있으며 원 클릭 표면 에너지 측정을 분석할 수 있습니다.
설계로 인해 Liquid Jet 시스템은 일반적인 테스트 액체인 Diiodomethane 및 Water 로 제한되지 않습니다. 따라서 표면 에너지 측정은 Water 또는 Diiodomethane 과 반응하는 샘플에서도 수행할 수 있습니다. 또한 Liquid Jet 시스템은 추가 액세서리를 구매할 필요 없이 간단한 수정 터치만으로 펜던트 드롭 방법을 사용하여 표면 장력을 측정할 수 있습니다.
Double Liquid Jet 시스템 DLJ는 두 개의 Liquid Jet를 특징으로 하며 한 번의 클릭으로 고체의 표면 에너지를 결정하기 위한 기본 솔루션입니다. 두 개 이상의 Jet 가 있는 추가 Liquid Jet 시스템을 사용할 수 있어서 결정된 표면 에너지 결과의 정확도를 추정할 수 있습니다.
Two simultaneously dosed and analysed drops using the Double Liquid Jet system DLJ
Dosing syringes and needles
OCA 제품 시리즈는 다양한 투여 시린지와 적합한 니들로 구성됩니다. 전자 시린지 모듈 내부에 ESr-N gas tight glass syringes 와 비용이 효율적인 일회용 시린지를 사용할 수 있습니다.
다음은 가장 중요한 시린지의 선택입니다.
DS 100/GT gas tight 100 μl glass syringe
DS 500/GT gas tight 500 μl glass syringe
DS 1000/GT gas tight 1000 μl glass syringe
DS-D 1000 SF silicon oil free and solvent resistant 1000 µl disposable syringe
DS-D 3000 LL 3000 µl disposable syringe with Luer-Lock connector
고착 또는 펜던트 드롭 또는 캡티브 버블 측정을 위해 고안된 다양한 니들 유형과 사이즈로 모든 작업에 적합한 도구가 항상 준비되어 있습니다. 스테인리스 스틸과 PTFE 코팅이 된 스테인리스 스틸로 만들어진 글라스 시린지 니들과 함께 사용할 수 있습니다. 일회용 시린지와 함께 사용하기 위해 일회용 니들도 사용할 수 있습니다. 니들은 표준 적용에 따라 그룹으로 배열됩니다.
SNS xx dosing needles for sessile drop measurements
SNP xx dosing needles for pendant drop measurements
SNC xx upwards bent dosing needles for captive bubble measurements
SNS-D xx disposable dosing needles for sessile drop measurements
SNP-D xx disposable dosing needles for pendant drop measurements
Top to bottom: DS 100/GT, DS 500/GT, DS 1000/GT, DS-D1000SF and DS-D3000LL
Needles for sessile and pendant drop method in several disposable and non disposable variants
Hydrophobisation kit for dosing needles
적절한 펜던트 드롭 평가와 고정 드롭 방법에 대한 드롭의 쉬운 배치를 위해 외부 니들 표면이 젖지 않도록 해야 합니다. 소수성 키트에는 사용하기 전에 투약 니들을 처리하는 데 사용할 수 있는 특수 제조된 코팅액이 포함되어 있습니다. 처리 후 니들 표면은 높은 소수성을 띄며 원치 않는 습윤 가능성이 훨씬 적습니다.
Hydrophobisation kit for dosing needles with needle before and after treatment
Temperature and environmental control systems
OCA 시리즈 설계에 대한 모듈식 접근 방식과 다양한 액세서리의 가용성은 다양한 환경 조건에서 광학 접촉각 측정 및 낙하 윤곽 분석을 용이하게 합니다. 온도, 습도 및 압력을 설정하고 정밀하게 제어할 수 있습니다. 이를 통해 가장 다양한 응용 시나리오를 재현하고 실제 조건에서 샘플을 분석할 수 있습니다.
Syringe heating device SHD
시린지 가열 장치 SHD를 사용하면 액체 순환 수조를 사용하여 전자 시린지 모듈 ESr-N 내부의 시린지를 가열할 수 있습니다. 사용된 순환기 시린지와 포함된 액체에 따라 -10 … 90 °C에서 온도를 제어할 수 있습니다.
SHD는 다음 부분으로 구성됩니다.
시린지의 간편한 장착 및 분리를 위한 가열 재킷
Pt100 온도 센서
Syringe heating device SHD
광학 접촉각 측정 및 Drop 윤곽 분석
도징 바늘에 매달려 있거나 단단한 표면에 놓인 방울의 광학 분석은 다양한 표면 및 계면 매개변수의 결정을 용이하게 합니다. 액체 방울이 고체 표면에 형성되는 접촉각은 해당 액체에 대한 고체의 습윤 거동의 특성을 나타냅니다.
여러 테스트 액체의 접촉 각도를 측정하면 고체의 표면 에너지를 찾아낼 수 있으며, 고체의 표면 에너지를 사용해 다양한 액체에 대한 접착력을 계산할 수 있다.
접촉각은 신뢰할 수 있고 표면 코팅, 복합 재료, 페인트 및 바니시 또는 세척제 등의 개발에 도움이 됩니다. 요컨대: 접촉각 측정은 고체와 액체가 만나는 모든 상황에서 도움이 되며 습윤 및 접착 특성을 제어하여 이점을 얻을 수 있습니다.
접촉각 측정
벡터힘의 평형은 증착된 방울의 3상 접촉선에서 접촉각 ΘC를 나타냅니다. 고체 σS의 표면 에너지는 고체 표면을 따라 작용합니다. 고체-액체 계면 에너지 σSL 은 반대 방향으로 작용하고 액체의 표면 장력 σL은 방울 표면에 접선 방향으로 작용합니다. 이것은 간단한 scalar equation 인 Young equation 으로 설명할 수 있습니다.
Drop 은 접촉각 측정 중에 프로필에서 볼 수 있습니다. 이미지 처리 소프트웨어는 액체 방울의 윤곽과 고체, 액체 경계면의 기준선을 인식, 기록하고고 Drop 모양에 수학 함수를 맞춥니다.
표면 및 계면 장력의 광학적 측정
다른 요인이 작용하지 않을 때 액체 방울은 표면 장력으로 인해 구를 형성하는 경향이 있습니다. 중력으로 인해 물방울이 길어지기 때문에 전형적인 물방울 모양이 구체화됩니다. 펜던트 방울의 Young-Laplace 평가는 다음 사실을 인식합니다. 방울 프로파일의 특징적인 모양은 액체의 표면 장력 σL을 산출합니다.
Pendent drop 이 공기가 아닌 두 개의 액체로 둘러싸인 경우 두 액체 사이의 계면 장력은 Drop 모양에서 추론할 수 있습니다. 광학 분석을 위해서는 외부 액체가 투명해야 합니다. 상대 밀도에 따라 내부 액체는 구부러진 바늘을 통해 Pendent drop 또는 위쪽으로 투여할 수 있습니다.
고체의 표면 에너지
고체의 표면 에너지를 계산하기 위해 분산 및 극성 부분을 포함한 표면 장력이 알려진 테스트 액체의 접촉각을 측정합니다. 이러한 분산 및 극성 부분은 적절한 모델을 기반으로 하는 고체와 액체 사이의 계면 장력 σSL을 계산하는 데 사용됩니다. 자주 적용되는 모델은 액체 표면 장력 σL과 고체 표면 에너지 σS의 분산 및 극성 부분의 기하학적 평균을 고려하는 Owens, Wendt, Rabel 및 Kaelble(OWRK 모델) 중 하나입니다.
Young equation 에 이 식을 대입하면 고체 표면 에너지의 극성 및 분산 부분을 적절한 플롯의 회귀선에서 확인할 수 있습니다.
표면 에너지 측정을 위한 회귀선
선형 회귀 분석에는 최소 2개의 서로 다른 테스트 액체로 접촉각을 측정해야 합니다. 그러나 두 점만을 기준으로 한 회귀선에는 결과의 정확도에 대한 정보가 포함되어 있지 않으므로 고체의 표면 에너지를 결정하기 위해 최소 3개의 시험액을 사용한 접촉각 측정을 권장합니다.
Lotus effect
접촉각의 잘 인용된 예는 자연에서 찾을 수 있습니다. 물방울이 연꽃 잎과 접촉하면 표면을 적시지 않고 굴러 떨어집니다. '롤오프'하는 동안 물방울이 먼지 입자를 가져 와서 잎이 저절로 청소됩니다. 이 "연꽃 효과"를 모방하는 것은 많은 기술 분야에서 인기 있는 연구 및 제품 개발 주제입니다.
연잎에 물방울
The OCA models
OCA 시리즈의 광학 접촉각 측정 및 윤곽 분석 시스템은 고해상도 광학, 정확한 액체 주입 및 정밀한 샘플 위치 지정을 강력하고 신뢰할 수 있는 측정 시스템에 결합합니다.
모든 하드웨어 구성 요소에 대한 모듈식 접근 방식을 통해 수동으로 작동되는 기본 장치에서 완전 자동화된 고성능 측정 시스템에 이르기까지 다양한 구성이 가능합니다. 모든 OCA 모델은 공통 디자인 철학을 기반으로 하며 견고한 알루미늄 금속 프레임으로 제작됩니다. 또한, 모두 수동 및 소프트웨어로 제어되는 LED 조명이 특징입니다. 자동 온도 추이 보정으로 인해 시료의 안정적이고 균일한 조명 성능이 항상 보장됩니다.
표준에 따른 측정
OCA 모델의 높은 정밀도와 광범위한 액세서리로 인해 다양한 국제 표준을 준수하는 측정이 가능합니다. 이러한 표준은 다음과 같습니다:
제조사 : 독일 DataPhysics Instruments GmbH
가 격 : 전화문의 [02-3143-2740]
OCA 200은 전자동 광학 자동 접촉각 측정기로 고체 표면의 젖음성이나 표면에너지를 측정하는데 최적화된 연구 기기입니다. 자동화 프로그램을 통해 측정 절차 및 샘플 측정 좌표 등의 정보 입력하면 전자동으로 샘플을 측정 및 분석이 가능하며, Auto focus를 지원하는 고사양의 카메라로 아주 미세한 촬영이 가능한 최고급 사양의 연구 기기입니다.
OCA 200 모델은 소프트웨어로 제어되고 전기적으로 구동되는 광학 정렬을 통해 관찰 각도를 조정하고 자동으로 초점을 맞춥니다.
트렌드를 선도하는 10배 줌 렌즈와 DataPhysics Instruments 의 안정적인 자동 초점 시스템을 갖춘 OCA 200 은 거시적 실리콘 웨이퍼에서 관상 동맥 스텐트의 미세한 메쉬 구조에 이르기까지 모든 종류의 샘플 크기를 처리할 수 있습니다.
USB 3 인터페이스가 있는 고성능 카메라와 함께 사용하면 휘발성이 높은 액체의 아주 작은 방울도 모니터링할 수 있습니다. 전기 구동식 샘플 테이블을 사용하면 빠른 자동화 측정 절차를 위해 최고의 정밀도와 탁월한 속도로 미세 구조 샘플을 배치할 수 있습니다. 전자 다중 직접 투여 시스템 DDE/x와 최대 4개의 전자 주사기 모듈 ESr-N 액체를 거시적 샘플에 증착할 수 있으며 표면 매개변수를 자동으로 결정할 수 있습니다.
미세 구조 샘플의 분석을 위해 10 나노리터의 작은 액적을 생성할 수 있는 나노리터 투여 시스템을 사용할 수 있습니다. 이러한 액적은 표면을 분석할 치과 임플란트의 나사산 사이에 들어갈 수 있을 정도로 작습니다.
30피코리터의 작은 액적까지 투여할 수 있는 피코리터 도징 시스템 PDDS를 사용하여 더 작은 구조를 분석할 수 있습니다. 이를 통해 관상 스텐트의 메쉬 구조 또는 단일 섬유의 개별 와이어에서 접촉각을 측정할 수 있습니다.
주요 특징
소프트웨어
SCA 소프트웨어는 독립적으로 사용 가능한 다양한 모듈로 제공됩니다. OCA 200에 사용 가능한 소프트웨어 모듈은 다음과 같습니다:
OCA - Software
Microsoft Windows®용으로 설계된 SCA 소프트웨어는 모든 OCA 기기를 위한 모듈식 프로그램입니다. 최신 사용자 인터페이스는 높은 커스터마이징으로 모든 사용자에게 개별적이고 이상적으로 적합한 측정 개요를 제공합니다. 소프트웨어로 통합된 광범위한 데이터베이스는 다양한 액체 및 고체의 중요한 물리적 및 화학적 매개변수로 구성됩니다.
SCA 소프트웨어는 가장 빠른 프로세스의 제어된 평가가 가능한 영상 시퀀스의 기록 및 저장 기능을 제공합니다. 새로 개발된 자동화 통신으로 인해 모든 전자 부품의 자동 제어가 수월해졌습니다. 예를 들어, 전체 샘플을 매핑하여 최대 4개의 액체로 표면 에너지를 자동으로 결정할 수 있습니다. 모든 드롭의 위치는 사전에정의된 패턴에 따라 설정하거나 직관적인 시각적 드롭 위치 지정 기능을 사용하여 개별적으로 설정할 수 있습니다.
SCA 소프트웨어는 다음과 같이 별도로 사용 가능한 모듈로 나뉩니다.
Contact angle measurement with SCA 20
SCA20 - 접촉각
SCA 20 모듈은 접촉각 측정을 가능하게 하는 기본 소프트웨어 모듈입니다.
주요 특징:
Determination of the surface energy with SCA 21
SCA21 - 표면 에너지
SCA 21 소프트웨어 모듈을 사용하면 다양한 액체와 다중 접촉각을 측정하여 고체의 표면 에너지를 확인할 수 있습니다.
주요 특징:
Surface tension measurement with SCA 22
SCA22 - 표면 및 계면 장력
SCA 22 소프트웨어 모듈을 사용하면 펜던트 드롭 방에 따라 표면 및 계면 장력을 측정할 수 있습니다.
주요 특징:
SCA23 - Liquid Bridge 분석
SCA 23 소프트웨어 모듈은 해당 테스트 조각 및 용기와 함께 액체 라멜라를 기반으로 하는 표면 및 계면 장력을 측정할 수 있습니다.
주요 특징:
SCA26 - 오실레이션 / 릴렉세이션
SCA 26 소프트웨어 모듈은 오실레이션과 릴렉세이션, 오실레이션 펜던트 드롭을 생성할 수 있는 시스템과 함께 표면 및 계면 유변학적 매개변수를 측할 수 있습니다.
주요 특징:
Topview measurement with SCA 27
SCA27 - 평면도의 접촉각
SCA 27 소프트웨어 모듈은 Topview 비디오 시스템 TVS를 사용하여 평면도에서 보이는 표면의 접촉각을 측정할 수 있습니다.
주요 특징:
액세서리
모듈식 제품 설계로 인해 OCA 200은 다양한 OCA 액세서리 제품군의 다양한 옵션과 결합될 수 있습니다. 확장된 줌 범위와 고해상도 광학 기능을 갖춘 OCA 200은 피코리터 도징 시스템 PDDS와 같이 가장 작은 액적을 사용할 때 선택하는 장치입니다.
OCA 시리즈의 광학 접촉각 측정 및 윤곽 분석 시스템은 계면 매개변수 및 현상 측정을 위한 고정밀 광학 측정 장치입니다. 다음에서는 Drop 윤곽선의 광학 분석이 제공하는 가능성과 광범위한 액세서리 및 직관적인 소프트웨어 제어가 포함된 OCA 모델에 대해 배울 것입니다.
OCA - Accessories
OCA 시리즈의 모듈식 설계에 따라 DataPhysics Instruments는 특정 계면 문제에 적합한 구성을 찾을 수 있는 광범위한 액세서리를 제공합니다. 이 광범위한 옵션 모듈, 구성품 및 액세서리에는 다양한 투여 시스템, 온도 및 환경 제어 시스템, 샘플 위치 지정 및 유지 시스템, 추가 특수 액세서리가 포함됩니다.
Liquid dosing systems
드롭을 정확하고 재현성 있게 투여하기 위해 다른 튜브 없이 다양한 직접 투여 시스템을 사용할 수 있습니다. 유리 또는 일회용 시린지를 사용하기 때문에 준비 시간이 짧고 세척 작업이 최소화됩니다. 수동으로 배치된 단일 시린지 모듈 및 최대 4개의 시린지 모듈을 전자적으로 선택 가능하고 배치된 시린지가 있는 다중 투여 시스템 모두에 적용됩니다. 미세 구조 샘플을 분석하는 데 필요한 작은 액적은 특수 나노리터 또는 피코리터 투여 시스템으로 사용할 수 있습니다.
Direct dosing systems
직접 투여 시스템은 모든 OCA 시스템의 조명 하우징에 직접 장착되는 부품입니다. 직접 투여 시스템을 사용하면 하나 또는 두 개의 전자 시린지 모듈을 수동으로 배치하거나 1~4개의 전자 시린지 모듈을 자동으로 전자적으로 배치할 수 있습니다.
Manual direct dosing systems
단일 직접 투여 시스템 SD-DM을 사용하여 하나의 전자 시린지 모듈을 수동으로 배치할 수 있습니다. Pendent drop 방식을 사용하여 표면 및 계면 장력을 측정하기 위한 이상적인 보급형 솔루션입니다. SD-DM은 축 방향 및 수평 바늘 위치 지정을 위해 미세 조정 나사가 있는 시린지 모듈 캐리어 1개와 연결 케이블로 구성됩니다.
이중 직접 주입 시스템 DD-DM은 표면 에너지 측정을 위해 기판에 두 가지 다른 액체를 주입할 수 있습니다. DD-DM은 축 방향 및 수평 니들 위치를 위해 미세 조정 나사가 달린 2개의 시린지 모듈 캐리어와 2개의 연결 케이블로 구성됩니다.
Single direct dosing system SD-DM and double direct dosing system DD-DM
Electronic multiple direct dosing systems DDE/x
전자식 다중 직접 투여 시스템 DDE/x는 정확한 전자 시린지 선택 및 정확한 위치 지정을 할 수 있습니다. DDE/x는 TP 50 컨트롤 패널과 SCA 소프트웨어를 통해 제어할 수 있습니다. 시료 위에 최대 4개의 서로 다른 액체를 전자적으로 선택하고 배치할 수 있기 때문에 고체의 표면 에너지 측정을 쉽게 자동화할 수 있습니다.
기술 데이터
버전에 따라 최대 4개의 전자 시린지 모듈을 사용할 수 있습니다.
Single and double electronic direct dosing systems DDE/1 and DDE/2
Threefold and fourfold electronic direct dosing systems DDE/3 and DDE/4
Electronic syringe module ESr-N
모든 투여 시스템과 함께 사용할 수 있는 전자 시린지 모듈 ESr-N은 유리 또는 일회용 시린지와 함께 작동하며 1μl 작은 방울까지 투여합니다. 전자 피스톤 드라이브로 인해 ESr-N은 정확한 액체 용량을 자동으로 주입할 수 있습니다. ESr-N은 나노리터 투여용으로 사용할 수 있습니다.
기술 데이터
투여 속도는 사용하는 시린지에 따라 다릅니다. 몇 가지 일반적인 투여 속도는 다음과 같습니다.
Electronic syringe module ESr-N
Dosing systems for microstructers
정확한 접촉각 측정을 위한 필수 요구 사항은 드롭이 테스트 표면의 가장자리를 넘어서 닿거나 젖지 않아야 한다는 것입니다. 때문에 인쇄 회로 기판, 소형 의료 제품, 리소그래피 구조, 정밀 기계 및 조립 부품, 와이어 및 단일 섬유와 같은 미세 구조 샘플을 분석할 때 특히 작은 방울을 투여하는 데 어려움이 있습니다. DataPhysics Instruments의 혁신적인 특수 투여 시스템은 이러한 문제를 해결합니다.
표준 투여 시스템으로 투여된 마이크로리터 크기의 드롭은 접촉각에 따라 밀리미터 범위의 기본 직경을 갖습니다. 이것은 핀 헤드의 크기와 같습니다.
DataPhysics Instruments의 나노리터 투여 시스템을 사용하면 100배 더 작은 부피(일반적으로 10나노리터)까지 액적을 주입할 수 있습니다. 이러한 액적은 표면을 조사해야하는 치과 임플란트의 나사산에 적합합니다.
관상 동맥 스텐트의 메쉬 구조는 훨씬 더 작은 테스트 영역을 제공합니다. 혈관이 조직 재생에 의해 막히는 것을 방지하려면 표면 특성을 최적화해야 합니다. 이 경우 피코리터 투여 시스템 PDDS를 사용하여 30피코리터까지의 드롭을 생성할 수 있습니다.
Base diameter diagram
Nanolitre drop between the screw threads of a dental implant
Nanolitre dosing system
표준 전자 시린지 모듈 ESr-N 은 나노리터 투여 밸브를 추가하여 나노리터 투여 시스템으로 쉽게 업그레이드할 수 있습니다. 따라서 미세 구조 샘플의 접촉각을 쉽게 측정할 수 있습니다.
ESr-N 모듈에 공기가 채워진 시린지를 사용하면 투여 튜브의 액체가 마그네틱 투여 밸브로 밀려납니다. 밸브는 SCA 소프트웨어에 의해 트리거됩니다. 이 설정을 통해 초당 최대 250개의 방울을 10nl까지 재현 가능하게 생성할 수 있습니다.
Nanolitre dosing system
Picolitre dosing system PDDS
고체 기판에 피콜리터 액적을 주입하면 광학 접촉각 측정이 극도로 향상됩니다. DataPhysics Instruments의 새로 개발된 피코리터 투여 시스템 PDDS를 사용하면 30피코리터 이하의 액적을 재현 가능하게 투여할 수 있습니다. 따라서 접촉각에 따라 100마이크로미터 미만의 드롭 베이스 직경이 생성됩니다. 이 높은 정밀도로 피콜리터 투여 시스템 PDDS는 초당 최대 1000방울까지 투여할 수 있습니다.
PDDS 는 테스트 액체 용기를 일회용 카트리지를 사용하여 작업을 쉽게 할 수 있습니다. 부피는 100마이크로리터에 불과해 재료비와 폐기처리가 모두 경제적입니다. 또한 시간이 많이 걸리는 세척 절차가 필요하지 않으며 교차 오염이 불가능합니다. 따라서 잉크 또는 계면활성제 용액을 포함하여 가장 까다로운 액체도 일상적으로 사용할 수 있습니다.
Picolitre dosing system PDDS
Video: Picolitre dosing system PDDS
Liquid Jet systems
Liquid Jet 시스템은 나노리터 투여 시스템과 동일한 투여 원리를 기반으로 합니다. 공기 압력을 사용하여 마그네틱 밸브에 액체를 밀어 넣으면 밸브를 열 때 액체 제트가 생성될 수 있습니다. 크기가 작기 때문에 여러 밸브를 나란히 배치할 수 있습니다. 따라서 여러 방울을 동시에 투여하고 동일한 시야 내에서 분석할 수 있습니다.
동시에 여러 방울을 주입하고 분석하여 고체의 표면 에너지를 결정하는 프로세스를 극적으로 가속화할 수 있으며 원 클릭 표면 에너지 측정을 분석할 수 있습니다.
설계로 인해 Liquid Jet 시스템은 일반적인 테스트 액체인 Diiodomethane 및 Water 로 제한되지 않습니다. 따라서 표면 에너지 측정은 Water 또는 Diiodomethane 과 반응하는 샘플에서도 수행할 수 있습니다. 또한 Liquid Jet 시스템은 추가 액세서리를 구매할 필요 없이 간단한 수정 터치만으로 펜던트 드롭 방법을 사용하여 표면 장력을 측정할 수 있습니다.
Double Liquid Jet 시스템 DLJ는 두 개의 Liquid Jet를 특징으로 하며 한 번의 클릭으로 고체의 표면 에너지를 결정하기 위한 기본 솔루션입니다. 두 개 이상의 Jet 가 있는 추가 Liquid Jet 시스템을 사용할 수 있어서 결정된 표면 에너지 결과의 정확도를 추정할 수 있습니다.
Two simultaneously dosed and analysed drops using the Double Liquid Jet system DLJ
Dosing syringes and needles
OCA 제품 시리즈는 다양한 투여 시린지와 적합한 니들로 구성됩니다. 전자 시린지 모듈 내부에 ESr-N gas tight glass syringes 와 비용이 효율적인 일회용 시린지를 사용할 수 있습니다.
다음은 가장 중요한 시린지의 선택입니다.
고착 또는 펜던트 드롭 또는 캡티브 버블 측정을 위해 고안된 다양한 니들 유형과 사이즈로 모든 작업에 적합한 도구가 항상 준비되어 있습니다. 스테인리스 스틸과 PTFE 코팅이 된 스테인리스 스틸로 만들어진 글라스 시린지 니들과 함께 사용할 수 있습니다. 일회용 시린지와 함께 사용하기 위해 일회용 니들도 사용할 수 있습니다. 니들은 표준 적용에 따라 그룹으로 배열됩니다.
Top to bottom: DS 100/GT, DS 500/GT, DS 1000/GT, DS-D1000SF and DS-D3000LL
Needles for sessile and pendant drop method in several disposable and non disposable variants
Hydrophobisation kit for dosing needles
적절한 펜던트 드롭 평가와 고정 드롭 방법에 대한 드롭의 쉬운 배치를 위해 외부 니들 표면이 젖지 않도록 해야 합니다. 소수성 키트에는 사용하기 전에 투약 니들을 처리하는 데 사용할 수 있는 특수 제조된 코팅액이 포함되어 있습니다. 처리 후 니들 표면은 높은 소수성을 띄며 원치 않는 습윤 가능성이 훨씬 적습니다.
Hydrophobisation kit for dosing needles with needle before and after treatment
Temperature and environmental control systems
OCA 시리즈 설계에 대한 모듈식 접근 방식과 다양한 액세서리의 가용성은 다양한 환경 조건에서 광학 접촉각 측정 및 낙하 윤곽 분석을 용이하게 합니다. 온도, 습도 및 압력을 설정하고 정밀하게 제어할 수 있습니다. 이를 통해 가장 다양한 응용 시나리오를 재현하고 실제 조건에서 샘플을 분석할 수 있습니다.
Syringe heating device SHD
시린지 가열 장치 SHD를 사용하면 액체 순환 수조를 사용하여 전자 시린지 모듈 ESr-N 내부의 시린지를 가열할 수 있습니다. 사용된 순환기 시린지와 포함된 액체에 따라 -10 … 90 °C에서 온도를 제어할 수 있습니다.
SHD는 다음 부분으로 구성됩니다.
Syringe heating device SHD
광학 접촉각 측정 및 Drop 윤곽 분석
도징 바늘에 매달려 있거나 단단한 표면에 놓인 방울의 광학 분석은 다양한 표면 및 계면 매개변수의 결정을 용이하게 합니다. 액체 방울이 고체 표면에 형성되는 접촉각은 해당 액체에 대한 고체의 습윤 거동의 특성을 나타냅니다.
여러 테스트 액체의 접촉 각도를 측정하면 고체의 표면 에너지를 찾아낼 수 있으며, 고체의 표면 에너지를 사용해 다양한 액체에 대한 접착력을 계산할 수 있다.
접촉각은 신뢰할 수 있고 표면 코팅, 복합 재료, 페인트 및 바니시 또는 세척제 등의 개발에 도움이 됩니다. 요컨대: 접촉각 측정은 고체와 액체가 만나는 모든 상황에서 도움이 되며 습윤 및 접착 특성을 제어하여 이점을 얻을 수 있습니다.
접촉각 측정
벡터힘의 평형은 증착된 방울의 3상 접촉선에서 접촉각 ΘC를 나타냅니다. 고체 σS의 표면 에너지는 고체 표면을 따라 작용합니다. 고체-액체 계면 에너지 σSL 은 반대 방향으로 작용하고 액체의 표면 장력 σL은 방울 표면에 접선 방향으로 작용합니다. 이것은 간단한 scalar equation 인 Young equation 으로 설명할 수 있습니다.
Drop 은 접촉각 측정 중에 프로필에서 볼 수 있습니다. 이미지 처리 소프트웨어는 액체 방울의 윤곽과 고체, 액체 경계면의 기준선을 인식, 기록하고고 Drop 모양에 수학 함수를 맞춥니다.
표면 및 계면 장력의 광학적 측정
다른 요인이 작용하지 않을 때 액체 방울은 표면 장력으로 인해 구를 형성하는 경향이 있습니다. 중력으로 인해 물방울이 길어지기 때문에 전형적인 물방울 모양이 구체화됩니다. 펜던트 방울의 Young-Laplace 평가는 다음 사실을 인식합니다. 방울 프로파일의 특징적인 모양은 액체의 표면 장력 σL을 산출합니다.
Pendent drop 이 공기가 아닌 두 개의 액체로 둘러싸인 경우 두 액체 사이의 계면 장력은 Drop 모양에서 추론할 수 있습니다. 광학 분석을 위해서는 외부 액체가 투명해야 합니다. 상대 밀도에 따라 내부 액체는 구부러진 바늘을 통해 Pendent drop 또는 위쪽으로 투여할 수 있습니다.
고체의 표면 에너지
고체의 표면 에너지를 계산하기 위해 분산 및 극성 부분을 포함한 표면 장력이 알려진 테스트 액체의 접촉각을 측정합니다. 이러한 분산 및 극성 부분은 적절한 모델을 기반으로 하는 고체와 액체 사이의 계면 장력 σSL을 계산하는 데 사용됩니다.
자주 적용되는 모델은 액체 표면 장력 σL과 고체 표면 에너지 σS의 분산 및 극성 부분의 기하학적 평균을 고려하는 Owens, Wendt, Rabel 및 Kaelble(OWRK 모델) 중 하나입니다.
Young equation 에 이 식을 대입하면 고체 표면 에너지의 극성 및 분산 부분을 적절한 플롯의 회귀선에서 확인할 수 있습니다.
표면 에너지 측정을 위한 회귀선
선형 회귀 분석에는 최소 2개의 서로 다른 테스트 액체로 접촉각을 측정해야 합니다. 그러나 두 점만을 기준으로 한 회귀선에는 결과의 정확도에 대한 정보가 포함되어 있지 않으므로 고체의 표면 에너지를 결정하기 위해 최소 3개의 시험액을 사용한 접촉각 측정을 권장합니다.
Lotus effect
접촉각의 잘 인용된 예는 자연에서 찾을 수 있습니다. 물방울이 연꽃 잎과 접촉하면 표면을 적시지 않고 굴러 떨어집니다. '롤오프'하는 동안 물방울이 먼지 입자를 가져 와서 잎이 저절로 청소됩니다. 이 "연꽃 효과"를 모방하는 것은 많은 기술 분야에서 인기 있는 연구 및 제품 개발 주제입니다.
연잎에 물방울
The OCA models
OCA 시리즈의 광학 접촉각 측정 및 윤곽 분석 시스템은 고해상도 광학, 정확한 액체 주입 및 정밀한 샘플 위치 지정을 강력하고 신뢰할 수 있는 측정 시스템에 결합합니다.
모든 하드웨어 구성 요소에 대한 모듈식 접근 방식을 통해 수동으로 작동되는 기본 장치에서 완전 자동화된 고성능 측정 시스템에 이르기까지 다양한 구성이 가능합니다. 모든 OCA 모델은 공통 디자인 철학을 기반으로 하며 견고한 알루미늄 금속 프레임으로 제작됩니다. 또한, 모두 수동 및 소프트웨어로 제어되는 LED 조명이 특징입니다. 자동 온도 추이 보정으로 인해 시료의 안정적이고 균일한 조명 성능이 항상 보장됩니다.
표준에 따른 측정
OCA 모델의 높은 정밀도와 광범위한 액세서리로 인해 다양한 국제 표준을 준수하는 측정이 가능합니다. 이러한 표준은 다음과 같습니다: