フィンランドの科学者らは、撥水性分子でできた外層と、その下の固体シリコン表面を結合させた新しい素材を開発した。
水滴をはじく液体のような分子層のイラスト。写真：エカテリーナ・オスメヒナ／アアルト大学
フィンランドのアールト大学のロビン・ラス氏が率いる研究チームは、ユヴァスキュラ大学の科学者らの支援を受け、これまでにない効率で水滴を表面から滑り落とすメカニズムを開発しました。この新たな研究は、10月23日付のNature Chemistry誌に掲載されました。
水が表面に付着したり滑り落ちたりする様子は、調理、輸送、光学、その他数百もの技術に影響を与えます。より耐水性に優れた表面は、配管、輸送、自動車など、家庭や産業で使用される多くの技術を向上させる可能性があります。
新たな研究で、研究チームは液体のような外層を持つ固体シリコン表面を作製しました。この外層は水滴を表面から滑り落ちさせることで撥水性を発揮します。このコーティングは、製品と水滴の間の潤滑剤として機能します。
この新たな発見は、固体表面と水との間の摩擦に関する従来の考え方に疑問を投げかけ、分子レベルでの滑りやすさの研究に新たな可能性を開くものです。「私たちの研究は、分子的に不均一な表面をナノメートルスケールまで直接的に調べる初めての研究です」と、研究チームのメンバーであるサカリ・レピッコ氏は述べています。
反応器内の温度や水分量といった要素を慎重に調整することで、シリコン表面における自己組織化単分子膜（SAM）の被覆率を制御することに成功しました。驚くべきことに、被覆率が低くても極めて高い滑り性が得られました。
研究チームは新たな手法を用いて、 世界で最も滑りやすい液体表面を創り出しました。レピッコ氏によると、この発見は防水表面が求められるあらゆる分野への応用が期待されます。「パイプ内の熱伝導、除氷、防曇、自己洗浄表面の作成、さらには液滴のスムーズな移動が求められるマイクロ流体デバイスなどへの応用も期待できます」とレピッコ氏は述べています。
研究チームはSAMコーティングの試験と改良を継続する予定です。「SAMコーティングの主な問題は、非常に薄いため、物理的接触で容易に崩壊してしまうことです。しかし、この研究によって、長期にわたる実用的なアプリケーションを開発するための基礎科学が得られます」とレピッコ氏は述べています。
トゥー・タオ（ガーディアン紙によると）
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