| 研究課題/領域番号 |
18K03554
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分13040:生物物理、化学物理およびソフトマターの物理関連
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| 研究機関 | 旭川医科大学 |
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研究代表者 |
眞山 博幸 旭川医科大学, 医学部, 教授 (70360948)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 濡れ現象 / ピン止め現象 / 汚れた表面 / 濡れと撥水の確率 / ピン止め効果 / 曲面の数学 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、汚れた表面の濡れ現象における液滴の形状に及ぼすピン止めエネルギーの影響を明らかにすることを目的としていたが、研究を進める中で当初予想していなかった研究成果が得られた。霧粒のような小さい水滴は付着するが、雨粒のような大きい水滴は弾かれるという相反する2重の濡れの性質を示す現象である。2重の濡れを示す表面はテングシロアリの翅の表面にみられるような長い毛がまばらに生え、その間を短い毛が密に生えたような表面構造をしているが、2重の濡れを理論的に理解することに成功した。また、中間的な大きさの水滴は付着するか、弾かれる。その挙動を確率の式で理解することに成功しエネルギーの閾値の存在を見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
上記の二重濡れを明らかにした理論的手法は超撥水表面構造の特徴的なスケールと水滴の大きさの関係から、水滴が付着するのか、弾かれるのかを説明することができる。換言すると、表面構造の特徴的なスケールの下限値に対して、付着する水滴の大きさ、付着するか弾かれるかの大きさ、弾かれる大きさがあることを見出した。また、中間的な大きさ確率から表面構造のスケールと、付着するか弾かれるを決めるエネルギー閾値が一定の関係があることを明らかにしたので、霧を捕集する等の基材、わざと霧で濡らしてマクロな水をはじく表面の設計指針となる。
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