水を垂らした表面濡れ性の観察

疎水性(撥水性)表面濡れ性の研究に、ライカ工業用レーザー顕微鏡とプロフィロメータがサポート。ライカソリューションは、水滴を垂らした表面の画像を記録した後、表面粗さとそれがどのように経時変化するかを測定でき、多様なアプリケーション向けのセルフクリーニング表面を備えた素材開発をサポートします。

自然界では、植物や昆虫が外界から身を守るため、また蒸散を抑制するために、撥水性の表面をもつことが知られています。水が固体表面に接触して水滴を形作るときに、ロータス効果と呼ばれる現象を目にしますが、これはワックスや炭化水素ポリマーによって実現されています。水に対する親和性が低く、水をはじく性質のことを疎水性と呼びますが、植物の葉や昆虫の外骨格などは特に超疎水性と呼ばれ、すぐに水をはじきます。

エレクトロニクス(パネルディスプレイ、基板)、車両や建物(シート、家具、窓、壁)、繊維(衣類、布地)などは特に「セルフクリーニング」機能は有益で、実用化されれば表面の汚れを最小限に抑え、清掃を容易にできます。たとえば粉塵その他の微粒子や、水、オイルその他の液体の付着を大幅に軽減できる可能性があります。

テクニオン・イスラエル科学技術研究所のボアズ・ポクロイ教授(Prof. Boaz Pokroy)のグループは、超親水性を研究テーマとしています。同グループは、ライカDCM工業用レーザー顕微鏡 / プロフィロメータを使用して、疎水性表面の水滴の底部の水―空気界面の画像化を実現しました。この解析により、界面の濡れ現象の解析に貢献できる可能性があります。さらに同グループは、金の上のワックス薄層に水滴を置き、ワックス層の表面粗さを経時変化を計測しています。時間とともに、層への負荷によって再結晶が誘起され、表面が疎水性から超疎水性に変化する様子を捉えることができました。

テーブル、窓、ドア、あるいは衣服などにも、広く超疎水性表面が有益です。超疎水性表面により、より表面を清潔に維持することが容易になるでしょう。

 

 

 

 

超疎水性表面のx 寸法に沿って測定されたラインプロファイル。基質の表面に置かれた水滴の下の水-空気界面のプロファイルです。プロファイルの最大高は Rt 値によって示されます。

 

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