近日，北京大学北京天然气水合物国际研究中心的研究人员将原子力显微镜测量技术与氩离子表面抛光技术相结合，提出了一种测量天然长石矿物表面水滴接触角的新方法，用以表征天然微斜长石矿物表面的本征润湿性。首先，利用氩离子束对天然长石矿物表面进行抛光处理，这会使得表面非均质处遭到不同程度的剥蚀，而局部均质区域则能达到纳米级的光滑程度（粗糙度Rq小于2 nm），从而将均质与非均质区域区分开；然后，利用扫描电镜对表面进行元素分析，确认表面的矿物组成，即局部均质光滑区域为纯净的微斜长石，非均质区域混杂有一些钠长石；进一步地，利用蒸发-冷凝的方法，在样品表面的局部均质光滑区域，即纯净的微斜长石表面上生成微米尺度的小水滴；最后，利用原子力显微镜扫描得到微米级小水滴的三维形貌，进而拟合三相接触线附近的液膜形状得到水滴接触角。和传统的光学接触角测量仪的结果相比，这种新方法得到的水滴接触角数据更集中，明显降低了表面非均质性的影响，能更好地体现天然微斜长石矿物表面的本征润湿性。此外，这一方法有望应用于更多天然矿物表面润湿性的研究中。

这一成果近日发表在《Chemical Engineering Science》上，北京大学工学院博士研究生饶诗杭为论文第一作者，卢海龙教授和邓亚骏博士为论文的共同通讯作者。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ces.2021.116705

        原子力显微镜扫描局部均质光滑表面上的小水滴得到的三维形貌