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固体の表面性状を考慮した工学的実用性を具備する動的接触角予測式の構築

研究課題

研究課題/領域番号 17K14590
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 流体工学
研究機関熊本大学

研究代表者

米本 幸弘  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (70516418)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード動的濡れ性 / 接触角 / 臨界表面張力 / 液滴 / 付着力 / 表面張力 / 混相流
研究成果の概要

液体と固体の物性から液滴の動的接触角を予測する理論式の構築を目指した実験及び理論検討を行った。固体の物性に関しては、粗さの異なる基板の臨界表面張力の評価方法を確立し、従来のモデルのように基板と液体間の濡れ性の違い(疎水や親水)に依存しないモデルの構築を行った。動的接触角の評価においては、主に液滴が固体基板に衝突する際の濡れ拡がり挙動に着目した実験を行い、滴下高さが低い場合、接触線の移動速度と接触角の関係は一部の既往の動的接触角の予測モデルと良い一致を示したが、落下高さが高くなると、どの既往のモデルでも予測は難しいことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

液体と固体の物性から液滴の動的接触角を予測する理論式の構築を目指した実験及び理論検討を行い、固体表面が滑らかな基板でなくとも固体の表面張力(臨界表面張力)を評価可能なモデルを構築した。また、動的濡れ性に着目した研究から、従来のモデルの適用条件が限定的であり、現象の詳細調査を含め抜本的な見直しが必要であることを明らかにした。本成果は表面物性の評価や材料評価において工学的・学術的に有用な知見である。

報告書

(2件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Universality of droplet impingement: Low-to-high viscosities and surface tensions2018

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Yonemoto, Tomoaki Kunugi
    • 雑誌名

      Coatings

      巻: 8 号: 11 ページ: 409-409

    • DOI

      10.3390/coatings8110409

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 固体基板に衝突する液滴の分裂挙動に及ぼす表面粗さの影響調査2019

    • 著者名/発表者名
      清水 一希, 米本 幸弘, 功刀 資彰
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部第50回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 平行平板間の液滴の付着挙動に関する実験的研究2019

    • 著者名/発表者名
      田中 亮成,米本 幸弘,功刀 資彰
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部第50回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 傾斜した低表面エネルギー基板上の液滴体積の影響に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      藤井 洋輔,米本 幸弘,功刀 資彰
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部第50回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-12-25  

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