碳紙，是一種由碳纖維制成的高性能多孔擴散層材料。它不僅是電極的支撐體，更是反應氣體和產物水傳輸的“交通要道"。在質子交換膜燃料電池中，碳紙需要維持恰到好處的水分平衡：過多的水會堵塞孔隙，導致“淹水"，阻礙氣體傳輸；過少的水則會使質子膜干燥，內阻升高。理想的碳紙必須經過精巧的疏水改性，使其具備特定的親疏水平衡，才能高效地將反應生成的水排出，同時保證氣體的順暢供應。

  碳紙的親疏水性能，通常使用接觸角這一指標來量化。它指的是液滴在固體表面達到平衡時，在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線與固-液交界線之間的夾角。

接觸角 < 90°：表現為親水（疏油）。液體易潤濕表面，傾向于鋪展開。

接觸角 > 90°：表現為疏水（親油）。液體難以潤濕表面，傾向于形成液珠。

  對于碳紙而言，僅僅知道是親水還是疏水是遠遠不夠的。精確的接觸角度數、動態前進/后退角、滾動角等參數，才能全面反映其在實際工作狀態下的潤濕行為和水管理能力。傳統的目測法或簡單的圖像分析法，存在主觀性強、重復性差、數據單一等問題，難以滿足研發和質量控制對數據精準度的要求。

  北斗儀器接觸角測量儀為解決這一難題提供了完整的解決方案。其技術優勢體現在測量的精準性、全面性和自動化上。

1、高精度成像與算法分析

儀器采用高分辨率工業相機和精密光學系統，能夠清晰捕捉液滴在碳紙粗糙多孔表面上的瞬間形態。通過先進的Young-Laplace方程擬合算法，自動排除邊緣擾動，即使對于因表面粗糙度而輕微變形的液滴，也能計算出最真實的接觸角值，精度可達±0.1°。

2、全面表征動態潤濕行為

北斗接觸角測量儀不僅能測量靜態接觸角，更能全面分析動態過程：

前進角/后退角測量：通過增/減液滴體積，模擬水在碳紙孔隙中侵入和退出的過程，這對評估碳紙的“水閥"效應至關重要。

滾動角測量：測量液滴開始滾落的最小傾斜角，直接反映碳紙的排水利能力。滾動角越小，排水性能越好。

3、表面自由能分析

基于接觸角數據，儀器軟件可進一步計算碳紙的表面自由能及其色散、極性分量。這為深入理解碳紙經PTFE（聚四氟乙烯）等疏水劑改性后的表面化學變化提供了理論依據，指導改性工藝的優化。

  北斗接觸角測量儀將碳紙表面“看不見摸不著"的親疏水特性，轉化為一組組精確、可重復、多維度的科學數據。它如同一位忠誠的“翻譯官"，精準地解讀著碳紙表面的微觀物理化學語言，為提升新能源裝置的性能與壽命提供了技術支撐。在追求效率的新能源時代，這種精準的測量，正是邁向創新的堅實一步。