ナノ粒子分散液の新たな濡れ現象を発見 液滴の超拡張濡れ現象とその可能性

ナノ粒子分散液の新たな濡れ現象を発見液滴の超拡張濡れ現象とその可能性

2024年12月 5日 11:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇大学院工学研究科　机械机能创成専攻
准教授　庄司卫太

【発表のポイント】

ナノ粒子分散液^（注¹^）に新たな濡れ现象^（注²^）である、液滴が広范囲に広がる「超拡张濡れ^（注³^）」现象を确认しました。
この新たな现象に関して、ナノからマイクロスケールで液膜を精密に测定し、未知のメカニズムであることを実証しました。
涂布?印刷プロセスにおける高机能材料开発の新たな可能性など、产业応用への贡献が期待されます。

【概要】

私たちの身の回りにある液体は、固体表面に触れると、その性质によって様々な濡れ方を见せます。この濡れ现象は、涂料やインクの涂布、印刷など、私たちの生活を支える多くの产业において重要な役割を果たしています。近年、この涂布?印刷に用いる材料としてナノ粒子を液体に分散させたナノ粒子分散液が注目されており、そのユニークな性质を利用した新しい材料开発が进められています。しかし、ナノ粒子分散液の濡れ现象については、まだ多くの谜が残されています。

东北大学大学院工学研究科の庄司卫太准教授、星野瑛大学院生（研究当时）、琵琶哲志教授、久保正树教授、同大学未来科学技术共同研究センターの塚田隆夫特任教授、同大学学际科学フロンティア研究所の笘居高明教授、同大学材料科学高等研究所（奥笔滨-础滨惭搁）の阿尻雅文教授らの研究グループは、ナノ粒子分散液が基板上で従来の濡れ挙动と比较して、広范囲に広がる超拡张濡れ现象を示すことを発见しました。本成果は2024年12月2日、科学誌尝补苍驳尘耻颈谤にて公开され、雑誌表纸に选ばれました。

図1. 固体基板上の単成分液体とナノ粒子分散液の液滴拡張の違いの模式図

【用语解説】

注1. ナノ粒子分散液：非常に小さなサイズ（ナノメートル：1メートルの10億分の1）の粒子が分散した液体。ナノ粒子由来の機能が発現されるため、塗布や印刷技術での新しい材料として注目されている。

注2. 濡れ現象：液体が固体表面に接したとき、どのように広がるか（あるいは広がらずにとどまるか）を示す現象。塗料の均一な塗布や、インクジェット印刷の品質に関わる重要な現象である。

注3. 超拡張濡れ：液滴が、通常よりもはるかに広い範囲に広がる特異な濡れ現象。この「超拡張濡れ」現象は、ナノ粒子の混ざっていない単純な液体を扱う従来の濡れの理論では説明ができず、基板表面に対する液滴の広がり方の制御に重要な現象である。

【论文情报】

タイトル：Superspreading wetting of nanofluid droplet laden with highly dispersed nanoparticles
著者： Eita Shoji*, Akira Hoshino, Tetsushi Biwa, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Takaaki Tomai, Tadafumi Adschiri
*責任著者：东北大学大学院工学研究科　准教授　庄司卫太
掲载誌：尝补苍驳尘耻颈谤
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