Wetting of Real Surface with Chemical and Physical Defects

2022年度の研究成果はいくつかあるが、その中でも動的濡れ現象のエネルギー障壁の大きさを評価することに成功した。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。その確率分布を衝突時の水滴の運動エネルギーと半導体のバンドギャップに相当する活性化エネルギーを考慮したボルツマン分布で評価し、実験結果を説明することに成功した。これまで濡れ現象は1次相転移であることが示唆されてきたが、濡れた状態と濡れない状態の安定な2状態の間に活性化エネルギーに相当するエネルギー障壁が存在することが明らかとなった（論文は執筆中である）。したがって、物理的ピン止めや化学的ピン止め効果のある表面で動的濡れ現象を理解する場合でも同様に濡れのエネルギー障壁の大きさを考える必要があることが明らかとなった。

2022年度の研究成果はいくつかあるが、その中でも動的濡れ現象のエネルギー障壁の大きさを評価することに成功した。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。その確率分布を衝突時の水滴の運動エネルギーと半導体のバンドギャップに相当する活性化エネルギーを考慮したボルツマン分布で評価し、実験結果を説明することに成功した。これまで濡れ現象は1次相転移であることが示唆されてきたが、濡れた状態と濡れない状態の安定な2状態の間に活性化エネルギーに相当するエネルギー障壁が存在することが明らかとなった（論文は執筆中である）。したがって、物理的ピン止めや化学的ピン止め効果のある表面で動的濡れ現象を理解する場合でも同様に濡れのエネルギー障壁の大きさを考える必要があることが明らかとなった。