跳ね返る水滴

シリコンのマイクロピラーアレイ構造を持つ超疎水性表面上で、トランポリンのように跳ね返る水滴の連続写真。時間は、左から右へ経過している。

Credit: T. M. Schutzius, G. Graeber, & D. Poulikakos

自浄表面、防氷表面、凝縮制御表面は、自然界やさまざまな技術において重要である。

今回T Schutziusたちは、適切に加工した超疎水性表面上の水滴は低圧環境において、表面の剛性が十分高いにもかかわらず、自発的に浮揚しトランポリンのように跳ね返って「自ら移動」し得ることを示している。こうした挙動は、一見すると熱力学第二法則を破っているようだが、基板に付着し表面のピラー構造が蒸気流を制限している間に、水滴が急速に蒸発して水滴下の圧力が高まることで説明される。この効果は、凍結する際に氷滴を除去することすらでき、水滴と表面の相互作用に関する知見から、表面を合理的に設計してそうした相互作用を思いがけない用途に利用する方法を例証している。

Nature527, 7576

2015年11月5日

原著論文:

Spontaneous droplet trampolining on rigid superhydrophobic surfaces

doi:10.1038/nature15738

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