東大,静電による濡れ挙動の制御に成功

著者: sugi

東京大学とスウェーデン王立工科大学の共同研究グループは,液体と固体表面の間に電圧を加えることで,粗さによって濡れの速度が遅くなる効果を消失できることを発見した(ニュースリリース)。

固体の表面を液体が濡らしていく現象は,自然や産業のあらゆるところで見られる。従来,固体の濡れ広がる速さは,表面の濡れ性(静的接触角)によって決まるとされてきたが,最近になって接触角が同等でも,表面のミクロ構造の粗さによって濡れ広がる速さが大きく低減させられることがわかっている。

実際の表面にはこのような粗さや静電(電荷やポテンシャル)が存在するため,その影響を理解し,制御することが課題となっている。

研究では,平滑面とミクロ構造を施した表面上にそれぞれ液滴を滴下して高速度カメラで観察すると,通常の場合は液滴の形や濡れ広がる速さが大きく異なるのに対して,一定以上の電圧を加えると,全く変わらなくなることがわかった。さらに,数値計算と組み合わせた解析によってその機構も明らかにした。

同じ素材であっても,表面の粗さや電場によって濡れ広がりを遅くしたり速くしたりできることは,印刷や微細構造作製に使われるインクジェット技術やディスプレーなどにおける光制御,生化学分析に使われるエレクトロウェッティング技術などの,制御性,信頼性,再現性の向上に貢献することが期待される。

この動的な濡れ挙動の制御はその他にも,コーティング,潤滑,半田付け,スプレー冷却,沸騰伝熱,焼結現象など多岐に渡る応用と関係する技術だとしている。

キーワード:

関連記事

  • JAISTら,生きた細胞の微細構造を解析する手法開発

    北陸先端科学技術大学院大学(JAIST)と東レリサーチセンターは,生きている細胞の微細な構造を解析する新しい方法を開発した(ニュースリリース)。 細胞の周りの環境(例えば浸透圧)が変わると,細胞の大きさが変わることはよく…

    2024.07.16
  • 阪大,モルフォ蝶を参考に光拡散シートを作製

    大阪大学の研究グループは,ナノ構造を工夫することで「明るく広角で,色が偏らず,防汚機能もある」光拡散シートを世界で初めて実作した(ニュースリリース)。 これまで光拡散材は,微小な散乱体を埋め込んで光を拡散するか,表面の微…

    2023.09.06
  • 産総研,親水性と滑落性を兼ねた透明皮膜を開発

    産業技術総合研究所(産総研)は,水になじみやすい性質(親水性)と水滴が流れ落ちやすい性質(滑落性)という相反する機能を兼ね備えた,透明な皮膜を作製する手法を開発した(ニュースリリース)。 親水性表面は様々な有用な特性をも…

    2022.10.27
  • 東大ら,薄いフォトニック結晶の光制御性を確認

    東京大学,電気通信大学,京都工芸繊維大学,オランダ・トゥエンテ大学の共同研究グループは,3次元フォトニックバンドギャップ結晶が,比較的薄いものであっても光の流れを強力に制御できる可能性があることを見出した(ニュースソース…

    2020.06.18
  • 東北大,アモルファスシリコンを液体から直接作製

    東北大学の研究グループは,「静電浮遊法」を用いて,液体シリコン(Si)を充分に過冷却させた状態を実現し,これを固化することによってアモルファスSiができることを見出した(ニュースリリース)。 研究グループは,静電気を用い…

    2020.03.23
  • 東工大,光スイッチを持つナノカプセルを作製

    東京工業大学は,水中で光刺激に応答する2nmサイズのカプセルの作製に成功した(ニュースリリース)。 ナノメートルサイズのカプセルは,その内部空間に分子を取り込むことで,物性や反応性を変化させることができるため,革新的な材…

    2019.05.20
  • マックス・プランク,ナノスケールの光制御技術を開発

    独マックス・プランク協会の研究グループは,走査プローブ顕微鏡で用いられる探針に集束イオンビーム(FIB)でナノ加工を施し,探針の先端に発生するナノスケールの光を精密に制御する技術を開発した(ニュースリリース)。 鋭く尖っ…

    2019.05.15
  • 理研,X線光渦で回折限界以下の微細構造を形成

    理化学研究所(理研)は,X線自由電子レーザー(XFEL)施設「SACLA」のX線を絞ると同時に波面を制御しながら試料に照射すると,X線のビーム幅よりはるかに細い,回折限界以下の針状の微細構造を形成できることを示した(ニュ…

    2018.04.19

新着ニュース

人気記事

新着記事

  • オプトキャリア