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表面ナノ構造に基づく超親水・超撥水金属材料の創製と高反射エネルギー材料への応用

基于表面纳米结构的超亲水和超疏水金属材料的制备及其在高反射能材料中的应用

基本信息

批准号：
17J00478
负责人：
中島大希
金额：
$ 1.34万
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：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度はピロリン酸アノード酸化およびSAM修飾によってアルミニウム表面に発現した，超親水性および超撥水性と表面ナノ形状の関係について詳細に検討を行なった．283K，80Vのピロリン酸アノード酸化を種々の時間施した試料表面に0.5マイクロLの水滴を着滴すると，着滴の33 ms後の水接触角はアノード酸化時間60 minにおいて極小値を示したのち増大した．最も水接触角が小さいアノード酸化時間60 minのアルミニウム表面上においては，着滴33 ms後の水接触角が9.2°であり，水接触角10°以下の超親水性が超高速で発現していることを見出した．また，液滴の蒸発時間から親水性を評価する新たな手法を取り入れたところ，蒸発時間がアノード酸化時間60 minにおいて極小値を示す同様の傾向を示した．すなわち，ナノファイバー形成アルミニウム表面に発現する超親水性は，ナノファイバーが長ければ長いほど良い訳ではないことが示唆され，SEMおよびAFMによる詳細な表面観察の結果を加味すると，ナノファイバーがピラミッド状のバンドル構造を形成するさいに最も高速の超親水性を示すことを明らかにした．また，ビデオAFMを用いて水中に保持したナノファイバー形成試料表面をその場観察したところ，ナノファイバーのバンドル構造は水中でも構造を保ち続けることがわかった．加えて，前年度明らかにした超撥水性を詳細に検討するため，自己組織化単分子膜修飾試料の動的接触角測定を行った．液滴の滑りやすさを示す指標である接触角ヒステリシスは，1）ポーラス構造がアルミニウム表面に生成すると増大し，2）ナノファイバーおよびバンドル構造が生成すると減少し，3）ナノファイバーの化学溶解および横倒れ構造の形成が生じると再び増大した．このような変化に対応して，アルミニウム表面は「吸着性－滑落性－吸着性」の超撥水性を示すことを明らかにした．

This year, the relationship between superhydrophilicity and superrepellency and surface shape was discussed in detail. 283 K, 80V, and the time of acidification was applied to the surface of the sample. The contact angle of water after 33 ms of contact drops decreases after 60 min of acidification time. The contact angle of water is 9.2° after 33 ms of precipitation, and the super-hydrophilicity of water contact angle below 10° is found at high speed. The evaporation time of the droplets is different from that of the hydrophilicity evaluation. The evaporation time is different from that of the acidification time of 60 min, and the new method shows the same tendency. The super-hydrophilicity of the super-hydrophilic surface of the super-hydrophilic surface of the super-hydrophilic surface The AFM is used to maintain the surface of the sample in water. The AFM is used to form the surface of the sample. The AFM is used to maintain the surface of the sample in water. In addition, the contact angle measurement of self-organized molecular film modified samples was carried out in detail in the past year. The contact angle between the liquid droplets and the surface of the liquid droplets increases, the contact angle between the liquid droplets and the surface of the liquid droplets increases, the contact angle between the liquid droplets and the surface of the liquid droplets increases, the contact angle between the liquid droplets and the surface of the liquid droplets decreases, and the contact angle between the liquid droplets and the surface of the liquid droplets increases. The surface of the surface is characterized by "adsorption-slip-adsorption" and "super-repellency".