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2009 年度 実績報告書

セラミックス表面の親水性に及ぼす固体階層構造と表面水膜の影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21360317
研究機関東京工業大学

研究代表者

中島 章  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00302795)

研究分担者 磯部 敏宏  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特任助教 (20518287)
キーワード酸化チタン / ルチル / 接触角 / 摩擦力 / 線張力
研究概要

密度が同等のルチルセラミックスを作製し、表面を鏡面研磨したのち、アニールを行うことで歪みを取り除き、表面での紫外線照射による摩擦力の変化を調査した。その結果、セラミックスを形成する個々の粒子で紫外線照射による摩擦力の変化の様子が異なり、摩擦力が短時間に変化するものと、なかなか変化しないものがあることが判った。また長時間光照射を行うと、摩擦力が極大値を示した後に下がってくる傾向があることも判った。光照射による摩擦力の変化は表面の親水化と関係付けられることが過去の研究から明らかになっているが、粒子毎の変化や、摩擦力が極大値を示した後に下がってくる傾向は、これまで報告されていない。実験に用いたルチルセラミックスの微構造を反映した特徴である可能性があり、現在電子後方散乱回折を用いて、個々の粒子の指数付けを行い、摩擦力変化の挙動と結晶面方位との関係について解析を進めている。また原子間力顕微鏡にファンクションジェネレータを取り付け、動的摩擦力測定の高さ依存性から水膜の厚さと粘性を調査する実験を開始し、実験条件は概ね把握できつつある。
さらに親水表面の接触角の液滴径依存性から、微小液体では線張力の効果がみられること、通常の計測に用いる直径1-2mm程度の液滴では静水圧の効果が線張力に勝ること、表面エネルギーの変化により親水から撥水に移行するのに伴い、線張力の符号が逆転していくことなどが明らかになった。これらを通じて、液滴の大きさと、固体表面との相対的な大小関係が濡れの計測に与える影響について基礎的な知見が得られた。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Droplet Size Dependence of Line Tension for an Ionic Liquid on a Smooth Silane Coating2009

    • 著者名/発表者名
      T.Furuta, A.Nakajima, M.Sakai, T.Isobe, Y.Kameshima, K.Okada
    • 雑誌名

      Chem.Lett. 38

      ページ: 580-581

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaporation Behavior of a Microliter and Sub-nanoliter Scale Water Droplets on Two Different Fluoroalkylsilane Coatings2009

    • 著者名/発表者名
      T.Furuta, M.Sakai, T.Isobe, A.Nakajima
    • 雑誌名

      Langmuir 25

      ページ: 11998-12001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Negative Line Tension for an Ionic Liquid on a Hydrophobic Fluoroalkylsilane Coating2009

    • 著者名/発表者名
      T.Furuta, M.Sakai, T.Isobe, A.Nakajima
    • 雑誌名

      Chem.Lett. 38

      ページ: 1092-1093

    • 査読あり
  • [雑誌論文] "超"濡れ性の設計2009

    • 著者名/発表者名
      中島章
    • 雑誌名

      無機マテリアル学会誌 16

      ページ: 407-413

    • 査読あり
  • [雑誌論文] アナターゼ多結晶薄膜の光誘起表面摩擦力変化2009

    • 著者名/発表者名
      中島章、有光直樹
    • 雑誌名

      光触媒 29

      ページ: 88-91

  • [学会発表] 撥水性シランコーティング上での水滴の蒸発2010

    • 著者名/発表者名
      中島章, 古田勤, 酒井宗寿, 磯部敏宏, 亀島欣一, 岡田清
    • 学会等名
      第48回セラミックス基礎科学討論会予稿集
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2010-01-13
  • [学会発表] "超濡れ性"の設計2009

    • 著者名/発表者名
      中島章
    • 学会等名
      無機マテリアル学会第19回講習会
    • 発表場所
      工学院大学
    • 年月日
      2009-12-11
  • [学会発表] Photoinduced Surface Friction Force Variation of Polycrystalline Anatase Thin Films under Diferent UV Intensity and Atmosphere2009

    • 著者名/発表者名
      A.Nakajima, N.Arimitsu, T.Isobe, Y.Kameshima, K.Okada, T.Watanabe
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Science and Technology for Advanced Ceramics
    • 発表場所
      ゆうぽーと横浜
    • 年月日
      2009-06-17

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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