A Novel Atomic Force Microscopy for Quantitatively Linking Wetting and Fluid Slip

• Project/Area Number: 25K22071
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 19:Fluid engineering, thermal engineering, and related fields
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 手嶋 秀彰 九州大学, 工学研究院, 准教授 (60906220)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 厚史 九州大学, 工学研究院, 教授 (10243924)
• Project Period (FY): 2025-06-27 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2026: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2025: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
• Keywords: 濡れ / 流体のすべり / 周波数変調原子間力顕微鏡 / 接触角ヒステリシス / 白色干渉顕微鏡

Outline of Research at the Start

固体面上における液体の「濡れ」は研究開始から200年以上経った今でも完全な理解からは程遠い。特に固液界面において流体が速度を持つ「すべり」との関連性は古くから指摘されながらも未解明のままである。本研究では「濡れ」と「すべり」を正確に計測する新規原子間力顕微鏡法を提案する。探針が固液界面近傍で散逸する微小なエネルギー量を計測し解析することで、固液界面の付着仕事とすべり長さを定量的に算出する。本計測法と接触線の光学計測を協働することで、すべり現象を陽に組み込む新しい動的濡れモデルの構築に向けた最初の一歩を踏み出す。