Stress-responsive underwater adhesion using particle-stabilized bubble

本研究の目的は、「ぬれの化学」に基づき、基材の表面化学（親水性・疎水性バランス）と泡の基材への吸着性の相関関係を解明することにある。また、粒子安定化泡を応力応答性接着剤として捉え、刺激応答型の水中接着技術の実現にも取り組む。令和4年度は、下記4項目について検討を行った。（1）泡の作製条件の最適化：ポリビニルピロリドンが表面に分散安定剤として吸着したポリスチレン粒子を使用し、水中にて1時間以上安定に存在する数ミリメートルの直径を有する粒子安定化泡の作製条件を明らかにした。（2）被着体表面の親水性・疎水性バランス制御：被着体として、常温で応力変形が起こりにくいガラス基板を取り上げた。ガラス基板を、フッ素系シランカップリング剤、炭化水素系シランカップリング剤等を使用して表面処理し、親水性・疎水性バランスを制御した基材を調製した。親水性・疎水性バランスは水中における空気泡の接触角測定により評価した。（3）粒子安定化泡の接着力評価：粒子安定化泡に、基板間で圧縮応力を加え、泡の崩壊および内部気泡漏出を誘起した。漏出した内部気泡が基材を架橋し接着することを確認した。（4）粒子安定化泡の接着性発現メカニズムの解明：粒子安定化泡の崩壊および内部気泡漏出に必要な応力を明らかにした。

本研究の目的は、「ぬれの化学」に基づき、基材の表面化学（親水性・疎水性バランス）と泡の基材への吸着性の相関関係を解明することにある。また、粒子安定化泡を応力応答性接着剤として捉え、刺激応答型の水中接着技術の実現にも取り組む。令和4年度は、下記4項目について検討を行った。（1）泡の作製条件の最適化：ポリビニルピロリドンが表面に分散安定剤として吸着したポリスチレン粒子を使用し、水中にて1時間以上安定に存在する数ミリメートルの直径を有する粒子安定化泡の作製条件を明らかにした。（2）被着体表面の親水性・疎水性バランス制御：被着体として、常温で応力変形が起こりにくいガラス基板を取り上げた。ガラス基板を、フッ素系シランカップリング剤、炭化水素系シランカップリング剤等を使用して表面処理し、親水性・疎水性バランスを制御した基材を調製した。親水性・疎水性バランスは水中における空気泡の接触角測定により評価した。（3）粒子安定化泡の接着力評価：粒子安定化泡に、基板間で圧縮応力を加え、泡の崩壊および内部気泡漏出を誘起した。漏出した内部気泡が基材を架橋し接着することを確認した。（4）粒子安定化泡の接着性発現メカニズムの解明：粒子安定化泡の崩壊および内部気泡漏出に必要な応力を明らかにした。