断続的な接触線運動下での微視的界面揺動に基づいた動的接触角決定機構の解明

２０２２年度も３次元の界面形状測定と分子動力学解析を進めた．3次元の界面形状測定では，鉛直固体面を滑落する液滴を対象として，接触線の運動や界面変形の測定を行った．固体面にはガラスおよびアクリル板を用いた．ガラスの場合は液滴後方に必ず液膜が形成されたが，アクリルの場合は流量や試液の種類に依存して，液膜形成がなされる場合と単独の液滴での滑落とに分かれた．界面形状の測定データから，力学的なバランスについての評価を行い，液膜形成に関する条件を明確にした．また，動的接触角は接触線の直行方向の進行速度を接触線速度とみなすことで，おおむね一つの曲線上に全周のデータが集約された．また，速度との関係はHoffman-Voinov-Coxの式でよくフィッティングされた．分子動力学解析は2021年度に導入を進めたOPLS-AAモデルを用いて，流体力学的に有用な知見を得るのに十分な統計性を持つ結果を得ることができた．計算は当初計画通り，Couette流れ体系を用いて行った．その結果．自己組織化単分子膜上のエチレングリコールの微視的・動的接触角の接触線速度に対する変化はおおむねレナードジョーンズ流体での計算と同オーダーであることがわかった．一方，接触線速度を大きくした場合は，接触線近傍の粘性湾曲が大きくなり，これが微視的接触角にも影響を与えていることを示唆する結果が得られた．また，固液相のみからなるCouette体系でも計算を行った結果，一定のせん断速度を超えると固液界面における滑りが急速に大きくなることも明らかとなった．

２０２２年度も３次元の界面形状測定と分子動力学解析を進めた．3次元の界面形状測定では，鉛直固体面を滑落する液滴を対象として，接触線の運動や界面変形の測定を行った．固体面にはガラスおよびアクリル板を用いた．ガラスの場合は液滴後方に必ず液膜が形成されたが，アクリルの場合は流量や試液の種類に依存して，液膜形成がなされる場合と単独の液滴での滑落とに分かれた．界面形状の測定データから，力学的なバランスについての評価を行い，液膜形成に関する条件を明確にした．また，動的接触角は接触線の直行方向の進行速度を接触線速度とみなすことで，おおむね一つの曲線上に全周のデータが集約された．また，速度との関係はHoffman-Voinov-Coxの式でよくフィッティングされた．分子動力学解析は2021年度に導入を進めたOPLS-AAモデルを用いて，流体力学的に有用な知見を得るのに十分な統計性を持つ結果を得ることができた．計算は当初計画通り，Couette流れ体系を用いて行った．その結果．自己組織化単分子膜上のエチレングリコールの微視的・動的接触角の接触線速度に対する変化はおおむねレナードジョーンズ流体での計算と同オーダーであることがわかった．一方，接触線速度を大きくした場合は，接触線近傍の粘性湾曲が大きくなり，これが微視的接触角にも影響を与えていることを示唆する結果が得られた．また，固液相のみからなるCouette体系でも計算を行った結果，一定のせん断速度を超えると固液界面における滑りが急速に大きくなることも明らかとなった．