研究課題
前年度に引き続き、特定の入射角で鏡面反射率が0となるブリュースター効果を用い，水薄膜による表面付近の屈折率変化から増加した光を高感度で検出することで水薄膜の動的形状変化を大気の中でリアルタイム且つナノ-ミクロスケールで観察する．当初の計画は実験系に搭載したレーザー波長である658 nmにおいてブリュースター角特性を示すようにシリコンナノディスクを設計、電子線描画とドライエッチングにより設計した構造の試作を行ったが、ブリュースター角特性が励起波長に敏感でありレーザー波長への同調が困難であった。そのため方向性を変え石英基板上にナノホールをパターニング、ホール部分のみにシランカップリングによる分子膜をコーティングすることで濡れ性制御ナノパッチ表面を作製した。比較表面としてナノパッチのない石英表面、全面均一シランカップリング表面を作製し、マクロ的な動的濡れ特性を評価するため静的接触角、拡張収縮法による接触角ヒステリシスを評価した。その結果、濡れ性ナノパッチ化することによって均一濡れ性表面に比べ固-液接触腺の後退抵抗が著しく下がることが明らかになった。また濡れ性制御ナノパッチ表面における分光測定によりブリュースター特性を評価、p偏光の658 nmレーザー波長を55.5度で入射し後退接触線の動的形状を観察した結果、均一表面では現れない接触線のミクロ波が形成されることを発見、接触線の移動が促進されていることを明らかにした。
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PNAS Nexus
巻: 1 ページ: pgac027
10.1093/pnasnexus/pgac027
Energy Conversion and Management
巻: 255 ページ: 115289～115289
10.1016/j.enconman.2022.115289
