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2020 年度 実施状況報告書

現実の汚れた表面の濡れ現象:化学的ピン止め効果と物理的ピン止め効果の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K03554
研究機関旭川医科大学

研究代表者

眞山 博幸  旭川医科大学, 医学部, 准教授 (70360948)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード濡れ現象 / ピン止め効果 / 曲面の数学 / 汚れた表面
研究実績の概要

2020年度の研究成果はいくつかあるが、そのなかでも汚れが付着しづらい表面(防汚性の表面)の作成に関して大きな成果が得られたので報告する。防汚性表面は実用の面で極めて重要である。窓ガラスを超親水性表面にすることで防汚性を付加することや、船底表面に海洋生物の付着を大きく抑制する防汚塗料を塗布することがよく知られている。これらに比べて、鉄道や道路などのインフラの防汚の研究はあまり進んでいない。具体的には、これらのインフラには標識やレールや橋梁のずれを検出するためのマーカー(反射板)が設置されているが、汚れが付着することで視認性が低下する。そのため、ある一定期間ごとにクリーニングする必要がある。今回は鉄道レールに固定してレールのずれを検出するマーカーについて検討を行った(立命館大学・西野朋喜助教、JR西日本コンサツタンツ(株)との共同研究)。具体的には、レールのマーカーには鉄粉、土埃、油滴等が付着し、汚れは不均一に付着して大きくムラのある汚れとなる。この不均一性のため、マーカーの位置の検出の際に大きな誤差が生じやすく、頻繁にクリーニングしたり、マーカーを交換する必要があり、メンテナンスの経費がかさむ原因となっている。したがって、汚れの付着しづらい表面にすることで、このようなインフラのメンテナンスに関する経費、手間、環境負荷が軽減されることが期待されている。今回、レールのマーカーのテフロンシートに微小な凹凸をつけて実験を行った。実験の結果、汚れは付着するものの、付着の度合いが抑制され、汚れの付着もより均一となり、汚れのムラも軽減することが見いだされた。これにより、マーカーの位置の測定の誤差が抑制され、従来のクリーニングの作業が軽減した。これとは対照的に親水性の表面では不均一な汚れが残ることが確認された。このように防汚性表面の実用化に向けた指針が得られた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2020年度は新型コロナウィルスの影響で、国内学会および国際学会がオンライン開催となったため、情報収集や情報交換を効率的に行うことができず、研究の進捗に遅延が生じている。

今後の研究の推進方策

オンラインでの研究打ち合わせ等により情報収集を行うとともに、感染対策を講じて出張し、情報収集や情報交換を行い、研究を推進してゆく。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウィルスの感染拡大により、出張ができず、旅費を使用しなかった。次年度では一部旅費として使用し、残りは研究に関係する資料の購入に充てる予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Friction Dynamics of Hydrogel Substrates with a Fractal Surface: Effects of Thickness2020

    • 著者名/発表者名
      K. Shinomiya, H. Okawara, K. Kikuchi, H. Mayama, Y. Nonomura
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 5 ページ: 16406-16412

    • DOI

      10.1021/acsomega.9b04184

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Locomotion of a Nonaqueous Liquid Marble Induced by Near-Infrared-Light Irradiation2020

    • 著者名/発表者名
      M. Uda, H. Kawashima, H. Mayama, T. Hirai, Y. Nakamura, S. Fujii
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 37 ページ: 4172-4182

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.1c00041

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light-Driven Locomotion of Bubbles2020

    • 著者名/発表者名
      M. Ito, H. Mayama, Y. Asaumi, Y. Nakamura, S. Fujii
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 36 ページ: 7021-7031

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.9b03356

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dust Adhesion Suppression Effect by Meta-material Structure2020

    • 著者名/発表者名
      S. Nishioka, T. Mamiya, R. Nobuhara, K. Ishibashi, T. Yagi, R. Matsumoto, K. Kuribayashi, M. Okamoto, A. Tanida, H. Tsujiie, H. Mayama, T. Ueda, H. Tanigawa, T. Nishino
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 33 ページ: 603-608

    • DOI

      10.2494/photopolymer.33.603

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anti-fouling Evaluation System Using Reflected Light2020

    • 著者名/発表者名
      T. Mamiya, S. Nishioka, R. Nobuhara, K. Ishibashi, T. Yagi, R. Matsumoto, K. Kuribayashi, M. Okamoto, A. Tanida, H. Tsujiie, H. Mayama, T. Ueda, H. Tanigawa, T. Nishino
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 33 ページ: 599-602

    • DOI

      10.2494/photopolymer.33.599

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Proposal of a Water-repellency Model of Water Strider and Its Verification by Considering Directly Measured Strider Leg-rowing Force2020

    • 著者名/発表者名
      K. Uesugi, H. Mayama, K. Morishima
    • 雑誌名

      Journal of Photopolymer Science and Technology

      巻: 33 ページ: 185-192

    • DOI

      10.2494/photopolymer.33.185

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 非線形運動下における泡の摩擦ダイナミクス2020

    • 著者名/発表者名
      菊池慧、岩澤あかり、眞山博幸、野々村美宗
    • 学会等名
      第71回コロイドおよび界面化学討論会
  • [学会発表] リキッドマーブルの転がり挙動2020

    • 著者名/発表者名
      眞山博幸、川嶋永人、Maxime Paven, Hans-Juergen Butt, 中村吉伸、藤井秀司
    • 学会等名
      第71回コロイドおよび界面化学討論会
  • [学会発表] 疎水的ポリアニリン粒子安定化リキッドマーブルを用いた非水液体運搬システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      宇田真、眞山博幸、平井智康、中村吉伸、藤井秀司
    • 学会等名
      第71回コロイドおよび界面化学討論会
  • [学会発表] ハスの葉から学ぶ超撥水表面の設計指針2020

    • 著者名/発表者名
      眞山博幸
    • 学会等名
      NBCIバイオミメティクス分科会
    • 招待講演
  • [学会発表] 濡れ現象の再考察2020

    • 著者名/発表者名
      眞山博幸
    • 学会等名
      第3回ナノインプリント技術研究会(応用物理学会ナノインプリント技術研究会)
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

      http://www.asahikawa-med.ac.jp/dept/ge/chemical/staff_mayama.html

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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