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Coexistence of wrinkles and folds in film–substrate systems in contact with water droplets

薄膜中皱纹与褶皱并存

基本信息

批准号：
22H01360
负责人：
永島壮
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01360/
关键词：
表面不安定薄膜リンクル表面張力固体力学フォールド

项目摘要

本研究は，薄膜の表面に接触した水滴が駆動する表面不安定現象に着目し，その発生機構と制御原理を解明することを目的とする。特に，波状パターン「リンクル」と折畳パターン「フォールド」の共存現象を対象に，顕微鏡その場観察実験と有限要素解析，理論構築の融合研究を実施し，上記の目的を達成する。本年度の研究実績は，以下の通りである。実験においては，エラストマー基板の表面に酸化薄膜や金薄膜を形成してリンクルを作製した。次に，水滴をリンクル表面に静置し，リンクルからフォールドへのパターン変態が生じない条件について検討した。これまでの研究成果に基づいた予測通り，膜厚が数十ナノメートルから数百ナノメートルの場合は，水滴接触後もリンクルが維持され，共存現象は生じないことを明らかにした。この実験を遂行する過程で，表面不安定現象に基づき階層凹凸パターンが形成する現象を新たに見出し，そのメカニズムを明らかにした。さらに，リンクル・フォールド共存を発生させずに異方的な濡れ特性を示す機能表面の作製に応用できることを実証し，その研究成果を国際学術雑誌Advanced Materials Interfacesに原著論文として掲載した。有限要素解析においては，汎用ソフトウェアAbaqusを用い，水の表面張力が駆動するリンクル・フォールド変態の基礎的な検討を実施した。具体的には，水の表面張力に相当する集中荷重をリンクルの頂点近傍に作用させ，フォールド変態の発生条件を検討した。特に，リンクルを形成する初期ひずみや膜と基板の弾性特性など，種々のパラメータがフォールド変態に及ぼす影響を明らかにした。さらに，表面張力を除荷した後のパターン変態について解析し，有用な知見を獲得した。

In this study, the surface of the film is in contact with water droplets, the surface is unstable, and the mechanism of the system is used to understand the purpose of the system. In this paper, the characteristics of the finite element analysis, the analysis of the finite elements, the theory, the fusion research and the application of the finite element analysis, the analysis of the finite elements, the analysis of the finite In this year's study, the following is a general study. The surface of the substrate is acidified and the gold film is formed. In the second place, the water droplets are still on the surface, and the water droplets are still on the surface. The results of research are widely known, the thickness of the film is tens of times, the thickness of the film is hundreds of times, and the temperature is maintained after the water droplets come into contact with each other. the coexistence is similar to that of human beings. When you go through the process, the surface instability is like a bump and bump on the surface, which is like a sign of a new one. The osmotic characteristics of the parties involved in the co-existence of medical equipment show that the machine can operate on the surface. The results of the research are published in the Advanced Materials Interfaces Journal of International Science and Technology. Finite element analysis of the system, the use of the Abaqus system, the water supply surface force response, the impact of the system on the basis of the system. The specific pressure on the surface of the water is equivalent to that of the concentrated load, the temperature near the point, the state and the health conditions. In particular, in the beginning of the system, the performance of the film substrate has been improved, and the performance of the film substrate has been improved. After the load is removed from the surface force, it is useful to know that it is useful to understand the situation.