固気液界面(コンタクトライン)ダイナミクスの高精度測定

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本年度は,研究代表者が有している位相シフト技術を本計測装置に組み込むことによって,コンタクトラインの高精度測定を行った。昨年度構築した二次元分布膜厚観察システムを用いて静的コンタクトラインの膜厚プロファイルを測定するとともに,液滴を移動させることによって生じる動的膜厚プロファイルの挙動観察も行った.研究代表者が属する若手研究会では,エタノールカーボン系のコンタクトライン数値シミュレーション結果(MDシミュレーション)をベースに議論が行われていることから,本年度の実験も観察資料をエタノールーカーボン系とし,カーボン蒸着反射基盤の作成を昨年度に引き続き行った.さらに付加試料として,動的プロファイルを観察しやすいシリコーンオイル-カーボン系での実験も行った.エリプソメータを基礎とした光学系にレンズ系を付加することで,測定視野が250ミクロン四方となるように改良を施し,得られた画像を位相シフト画像に変換して観察を行った.以上の測定システムを用いて,上記二種類の試料のコンタクトラインプロファイルを高精度に測定し,マクロな視点における「接触角」では表せない固液界面の形状を評価した.特にコンタクトライン前縁の前進接触角動的プロファイルにおいては,ある接触角に達するまでコンタクトラインは維持され,その後進行を開始するといったプロファイルが定量的に観察された.これにより,静滴法等で得られるマクロな視点での接触角で評価する濡れ性とは異なる固液界面接触状態が存在することが実験的に明らかとなった.なお,上記研究成果の一部である画像処理技術については,国内外の学術講演会にて研究発表を行っており,評価を得ている.