実用金属上への超撥水・超撥油表面の創製

在实用金属上创建超级防水防油表面

• 批准号: 11J55013
• 负责人: 藤井 隆志
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J55013/
• 关键词: アルミニウム; アノード酸化; 斜め堆積スパッタ法; 階層構造; 表面濡れ性; 超撥水・超撥油

固体表面の濡れ性制御は産業や日常生活において重要であり,特に水だけでなく油もはじく超撥水・超撥油表面は,液滴に濡れないことから,汚れの付着防止や,金属等においては防食の効果も期待されている。これまでに,超撥油表面の作製には,異なるスケールの凹凸を有する階層構造が有効であり,スパッタ法とアノード酸化を組み合わせれば,アルミニウム合金上でも達成できることを明らかとしている。しかし,どのような凹凸がより撥油性の向上に有効であるかについてはわかっておらず,また,プロセスの複雑さが課題であった。本年度はナノ/サブマイクロ階層構造におけるナノスケールの凹凸の撥油性に及ぼす影響,および,アノード酸化を主としたスパッタ法を用いない簡便なプロセスによりアルミニウム金属上に超撥油表面を作製することについて検討を行った。その結果,ナノ凹凸の影響については,液滴と固体表面の付着力に由来する接触角ヒステリシスと,ナノポアの面積割合に良い相関関係が見られた。このとき,前進接触角はナノポアの面積割合によらずおよそ160°であったが,後退接触角は面積割合の上昇とともに増加した。これは,ポアの面積割合が大きい場合,ポアによる液滴のピン止めが優勢となったためと考えられる。このことから,本来は親油性の表面であっても,ポアの面積割合を高めれば,浸透を抑制できることが明らかとなり,超撥油表面の作製における設計指針を提示できた。また,アノード酸化を主要プロセスとする超撥油表面の作製では,アルミニウムを異なる電圧で二段階アノード酸化を行うことで,高電圧アノード酸化により作製したサブマイクロポア表面上に,低電圧アノード酸化によりナノポアを作製することにより階層構造を構築した。その結果,その表面は超撥油性を示し,ウェットプロセスのみにより,超撥油表面を作製することが可能となり,超撥油表面の実用化に大きくつながる成果が得られた。

Solid surface の れ speech &drama sex suppression は industry や daily life に お い て important で あ り, に water だ け で な く oil も は じ く splashing water, ultra は dial the oil surface, droplet に れ speech &drama な い こ と か ら, fouling れ の pay to prevent や, such as metals に お い て は prevent food の unseen fruit も expect さ れ て い る. こ れ ま で に, super dial the oil surface の cropping に は, different な る ス ケ ー ル の is concave and convex を have す る が class structure has a sharper で あ り, ス パ ッ タ method と ア ノ ー ド acidification を group み close わ せ れ ば, ア ル ミ ニ ウ ム alloy on で も reached で き る こ と を Ming ら か と し て い る. し か し, ど の よ う な bump が よ り dial up oily の に have sharper で あ る か に つ い て は わ か っ て お ら ず, ま た, プ ロ セ ス の complex 雑 さ が subject で あ っ た. This year は ナ ノ / サ ブ マ イ ク ロ class structure に お け る ナ ノ ス ケ ー ル の is concave and convex の oily に and ぼ す, お よ び, ア ノ ー ド acidification を main と し た ス パ ッ を タ method with い な い simple な プ ロ セ ス に よ り ア ル ミ ニ ウ ム metal に super を for the dial of the oil system す る こ と に つ い て 検 line for を っ た. そ の results, ナ ノ bump の influence に つ い て は, droplet と の pay focus on solid surface に origin す る contact Angle ヒ ス テ リ シ ス と, ナ ノ ポ ア の area cut us good に い phase masato masato wearing が ら れ た. こ の と き, advancing contact Angle は ナ ノ ポ ア の area cut close に よ ら ず お よ そ 160 ° で あ っ た が, receding contact Angle は area of cut and rising の と と も に raised plus し た. In cases where the area is cut to a large が, the めが advantage of the ポアによる droplet <s:1> ピ <s:1> stop めが is examined in となったためと. こ の こ と か ら, originally の は hydrophilic surface で あ っ て も, ポ ア の area of cut and high を め れ ば, soak を inhibit で き る こ と が Ming ら か と な り, super の for the dial of the oil system に お け る design pointer を prompt で き た. ま た, ア ノ ー ド acidification を main プ ロ セ ス と す る super の for the dial of the oil system で は, ア ル ミ ニ ウ ム を different な る electric 圧 で two Duan Jie ア ノ ー ド acidification を line う こ と で, high electric 圧 ア ノ ー ド acidification に よ り cropping し た サ ブ マ イ ク ロ ポ ア に on the surface, low electricity 圧 ア ノ ー ド acidification に よ り ナ ノ ポ ア を cropping す る こ と に よ を り class structure Build a た. そ の results, そ の surface は super dial oily を し, ウ ェ ッ ト プ ロ セ ス の み に よ り, super を for the dial of the oil system す る こ と が may と な り, super の the dial of the oil be used the に big き く つ な が が る achievements have ら れ た.

项目成果

Superhydrophobic hierarchical surfaces fabricated by anodizing of oblique angle deposited Al–Nb alloy columnar films

• DOI: 10.1016/j.apsusc.2011.01.044
• 发表时间: 2011-07
• 期刊: Applied Surface Science
• 影响因子: 6.7
• 作者: T. Fujii;Y. Aoki;H. Habazaki

Important Role of Nanomorphology in Nanometer/Submicrometer Hierarchical Surfaces for Super-Oil-Repellency

纳米形态在纳米/亚微米分层表面的超防油性中的重要作用

• 发表时间: 2012
• 作者: 一ノ瀬亘;伊藤潤;重野真徳;山口雅彦;一ノ瀬亘;一ノ瀬亘;藤井隆志;藤井隆志;藤井隆志;藤井隆志
• 通讯作者: 藤井隆志

アルミニウム金属上へのアノード酸化による超撥水・超撥油表面の作製

铝金属阳极氧化制备超强拒水拒油表面

• 发表时间: 2012
• 作者: 一ノ瀬亘;伊藤潤;重野真徳;山口雅彦;一ノ瀬亘;一ノ瀬亘;藤井隆志;藤井隆志;藤井隆志
• 通讯作者: 藤井隆志

Fabrication of superoleophobic surfaces with dual-scale roughness

具有双尺度粗糙度的超疏油表面的制造

• 发表时间: 2011
• 作者: 一ノ瀬亘;伊藤潤;重野真徳;山口雅彦;一ノ瀬亘;一ノ瀬亘;藤井隆志;藤井隆志;藤井隆志;藤井隆志;藤井隆志
• 通讯作者: 藤井隆志

Fabrication of Super-Oil-Repellent Dual Pillar Surfaces with Optimized Pillar Intervals

• DOI: 10.1021/la202487v
• 发表时间: 2011-10-04
• 期刊: LANGMUIR
• 影响因子: 3.9
• 作者: Fujii, Takashi;Aoki, Yoshitaka;Habazaki, Hiroki
• 通讯作者: Habazaki, Hiroki