| 研究課題/領域番号 |
17K06151
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
伊藤 高啓 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (00345951)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 接触角 / 接触線 / 粗面 |
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| 研究実績の概要 |
一般に固体面上を運動する液膜の先端部分の界面と固体面とが交差する「接触線」における界面の勾配角（接触角）は一般に接触線の移動速度の関数となる．接触角は界面の運動を記述する際の境界条件となることから，界面挙動を予測するうえで重要である．今年度はMEMS技術を用いて表面を加工した試料を作成し，試料上を移動する接触線の挙動および接触角の測定を行った．試料の加工形状は接触線（直線状を想定）に平行な溝状のものとし，溝の間隔やデューティー比を変えることで，接触角が短い周期で周期的に変動する際の巨視的界面形状の測定を行った．
試料材料には熱酸化膜付Siウェハ－を用いた．今回用いた熱酸化膜面は粗さがSi面に比べて大きいが，接触線が前進する際の動的接触角の最大値が90°程度以上となると測定が困難になることが想定されたため，相対的に濡れ性のよい熱酸化膜面を用いることとした．測定は，試料が平面状，かつ接触線も直線状であることから，試料液体に溶解させた蛍光剤（RhodamineB）をYAGレーザーで発光させ，液面わずか上方より撮影する方法で行った．また，溝のない試料（全体を均等にエッチングしたものおよび全く初期状態のもの）についても予備測定を行い，静止接触角および動的接触角の速度依存性とも異なっていることが確認された．
実験では，接触線が溝端部にて固着し，その後しばらくして解放される断続的な運動を繰り返していることが確認された．そのときの動的接触角を考慮した理論モデルと比較との比較により，固着は角部の影響によるギブス接触角の変化のみでなく，動的濡れ性の局所の変化も影響していることが明らかとなった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
いくつかの解決すべき問題点が残されているが，基本的な試料作成法や測定手法の確立について概ね当初の想定通りに進めることができた．
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| 今後の研究の推進方策 |
現在の試料は凹凸を持つと同時に濡れ性にも差があるため，これを別々にコントロールした試料を用いた実験を行う．また，29年度に用いた蛍光可視化法では試料表面の数μm近傍までは可視化が困難であったので，スポットレーザーを用いた手法の検討も試みたが，十分な精度を得ることができなかったため，引き続き手法の改良を進める．
また，よりミクロスケールでの接触角挙動についての解析体系の整備を進める．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
高分解能の接触角の測定手法について慎重に検討を行っているため，備品（主に可視化・光源）の購入が遅れている．現在試験中の2つの方法のいずれとするか次年度前半に決定し，接触角測定精度を向上させる．
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