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

2023 年度 実績報告書

• 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, 教授 (70360948)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2024-03-31
• 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

２０２３年度の研究成果はいくつかあるが、その中でもシロアリの二重濡れ現象を再現することに成功した。具体的に二重濡れとは大きな水滴は弾かれ、小さな水滴は付着するという性質である。より具体的には以下のようなものである。我々のこれまでの研究から、霧粒（直径１０～１００ミクロン）や霧雨（１００～５００ミクロン）の水滴は付着するが、雨粒（５００ミクロン以上）を弾く性質を持つシロアリの翅の濡れの性質について実験と理論の両面から研究を行ってきた。このシロアリの翅の表面には、長い毛（長さ１００ミクロン、根本の直径１０ミクロン）と短い毛（長さと１０ミクロン、根本の直径１０ミクロン）が間隔２０ミクロン程度で生えており、物理的欠陥がある表面ともいえる。その中で、直径１００～２００ミクロンの霧雨の付着する・跳ね返る挙動が確率分布となることを見出した。このような大きな水滴は跳ね返され、小さな水滴は付着し、中間的な大きさの水滴が確率的に跳ね返されるか付着する表面を転写と逆転写した。その結果、同じ二重濡れをもつ表面をつくることに成功した。このような研究成果は世界初である。２０２３年度末に投稿し、翌年度の５月に論文が受理された。

研究成果

• [雑誌論文] Friction Dynamics of Human Skin Treated with Oil under Nonlinear Motion (2024)
  • 著者名/発表者名: Yuka Sakata, Hiroyuki Mayama, Yoshimune Nonomura
  • 雑誌名: Journal of Oleo Science 巻: 73 ページ: 177-186
  • DOI: 10.5650/jos.ess23166
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Straightforward Fabrication of Double Roughness Structures on Microcrystalline Film of a Diarylethene Derivative (2024)
  • 著者名/発表者名: Yuki Hashimoto, Amane Hase, Ryotaro Shiromae, Ryo Nishimura, Masakazu Morimoto, Yohei Hattori, Hiroyuki Mayama, Satoshi Yokojima, Shinichiro Nakamura, Kingo Uchida
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 40 ページ: 7661-7668
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.4c00365
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Self-assembly of chiral diarylethene microcrystals by sublimation process to form foliage scroll pattern (2024)
  • 著者名/発表者名: Ryo Nishimura, Ayako Fujimoto, Takashi Kamitanaka, Haruki Sugiyama, Akiko Sekine, Nobuhiro Yasuda, Yohei Hattori, Masakazu Morimoto, Hiroyuki Mayama, Satoshi Yokojima, Shinichiro Nakamura, Kingo Uchida
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: 24 ページ: 2791-2798
  • DOI: 10.1021/acs.cgd.3c01424
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 粘弾性体の摩擦力の応答：正弦波状にこすったときの皮膚の変形と摩擦を理解するのためのモデル (2023)
  • 著者名/発表者名: 眞山 博幸、酒田 由佳、菊地 莉緒、野々村 美宗
  • 学会等名: 第74回コロイドおよび界面化学討論会
• [備考] 旭川医科大学化学教室
  • URL: https://www.asahikawa-med.ac.jp/dept/ge/chemical/