ＴＥＭ／ＥＳＥＭ／ＭＥＭＳを駆使した熱伝達素過程の探求

本研究では，撥水・親水複合面上での凝縮メカニズムを解明するため，まず表面の粗さがナノスケールで平坦な撥水面に集束イオンビームを照射することで濡れ性を変化させた．その部分の濡れ性は接触角によって評価され，元の面と比較して親水性になっていることがわかった．このテクニックを用いてサブミクロンスケールの親水部分を作製し，表面形状を把握した後凝縮初期の様子は環境制御型走査顕微鏡(ESEM)を用いて観察された．ここでは直径800nmほどの液滴が0.0°C，560Paの条件で初めて観察され，それらは作製した親水部分上にのみ間隔をあけて核生成し周囲の撥水面上では発生していないことがわかった．この結果から親水部分に引き寄せられた水分子の量を推定するため，親水部分に水分子が引き寄せられると仮定したモデルを考えることで古典核生成理論を拡張し，おおよそ1分子層分の水分子が引き寄せられていることが明らかにした．また，ミクロンスケールの液滴形状は三相界線に線張力が働くためマクロスケールとは異なることが知られているが，詳細は理解されていない．そこでESEMや原子間力顕微鏡を用いてサイズの異なる液滴を観察することでサイズによって線張力が異なることを明らかにし，これが固体面と液滴間に働くvan der Waals力や電気二重層力によるものであることを示した．

本研究では，撥水・親水複合面上での凝縮メカニズムを解明するため，まず表面の粗さがナノスケールで平坦な撥水面に集束イオンビームを照射することで濡れ性を変化させた．その部分の濡れ性は接触角によって評価され，元の面と比較して親水性になっていることがわかった．このテクニックを用いてサブミクロンスケールの親水部分を作製し，表面形状を把握した後凝縮初期の様子は環境制御型走査顕微鏡(ESEM)を用いて観察された．ここでは直径800nmほどの液滴が0.0°C，560Paの条件で初めて観察され，それらは作製した親水部分上にのみ間隔をあけて核生成し周囲の撥水面上では発生していないことがわかった．この結果から親水部分に引き寄せられた水分子の量を推定するため，親水部分に水分子が引き寄せられると仮定したモデルを考えることで古典核生成理論を拡張し，おおよそ1分子層分の水分子が引き寄せられていることが明らかにした．また，ミクロンスケールの液滴形状は三相界線に線張力が働くためマクロスケールとは異なることが知られているが，詳細は理解されていない．そこでESEMや原子間力顕微鏡を用いてサイズの異なる液滴を観察することでサイズによって線張力が異なることを明らかにし，これが固体面と液滴間に働くvan der Waals力や電気二重層力によるものであることを示した．