9/4 濡れ現象および濡れ性制御の基礎と超撥水(油)・超親水(油)・滑液表面の開発、最新動向

濡れ現象および濡れ性制御の基礎と超撥水(油)・超親水(油)・滑液表面の開発、最新動向

～接触角・表面張力・ナノ構造設計から学ぶ濡れ性制御と高機能表面開発～

講師

(国研)物質・材料研究機構　国際ナノアーキテクトニクス研究拠点(MANA)　独立研究者
天神林 瑞樹 氏
【経歴】
　2017年9月 博士課程早期修了　博士（工学）　慶應義塾大学大学院
　2017年10月～2018年2月　訪問研究員　慶應義塾大学
　2018年3月～2019年10月　ポスドク研究員　物質・材料研究機構
　2019年11月～　現職
　2023年 ～ 中央大学客員教授(兼任)

【受賞歴】
　2014年3月　第15回物理情報工学科主任賞 慶應義塾大学
　2015年　 慶應義塾大学大学院給付奨学金 奨学生
　2016年3月　藤原賞(奨学基金) 慶應義塾大学
　2016年3月　機能創造賞 慶應義塾大学
　2018年3月　博士優秀研究活動賞 慶應義塾大学
　2016年4月～2017年9月 特別研究員　DC1　日本学術振興会
　2017年10月～2018年2月　特別研究員　PD　日本学術振興会
　2019年11月～　卓越研究員 (LEADER)　日本学術振興会
　2019年11月　Best Poster Award　Okinawa Colloid 2019
　2022年3月　物質・材料研究機構　第17回理事長賞進歩賞
　2023年4月～　創発研究者 国立研究開発法人科学技術振興機構
　2024年　イギリス王立化学会 Nanoscale Emerging Investigator 2024
　その他
　2020年9月16日 TBS「林先生の初耳学」に撥水技術の専門家として出演。
　撥水材料を使った面白い実験や、未知の可能性について解説。

【所属学会】
　日本化学会コロイドおよび界面化学部会

セミナー趣旨

“濡（ぬ）れる”という現象は工業プロセスから材料開発、製品応用まで至るところで重要な役割を担っている。
本セミナーでは以下の３点を解説する。
1. 濡れ現象に関する基礎知識と正しい評価方法
2. 濡れ性を制御する手法とその技術、表面材料設計、課題、応用
3. 演者の取り組んでいる超親水・超撥水(油)・滑液表面の実例を踏まえた国内外の先端研究を紹介する。

セミナー講演内容

１．濡れの静力学
　1.1 表面張力
　1.2 Laplace圧
　1.3 拡張係数
　1.4 Youngの式と接触角
　1.5 Zismanの経験則
　1.6 接触角の測定方法
　1.7 表面張力と重力
　1.8 表面張力の測定方法

２．濡れの動力学
　2.1 三重接触線
　2.2 動的接触角
　2.3 JohnsonとDettreの実験
　2.4. 液滴の付着を防ぐために

３．超撥水・超親水性表面の設計方法（静力学モデルから考える）
　3.1 Wenzelのモデル
　3.2 Cassie-Baxterのモデル
　3.3 撥水表面と親水表面のモデル
　3.4 超撥水表面の設計
　3.5 超撥水表面の安定性
　3.6 超撥水表面の安定化の設計指針
　3.7 自然界に存在する超撥水表面
　3.8 ナノ構造の役割
　3.9 表面粗さの指標は何を使ったら良い？
　3.10 ロータス効果とローズペタル効果
　3.11 撥水と親水のしきい値

４．超撥水・超親水性表面の設計方法（動力学モデルから考える）
　4.1 表面状態と動的接触角
　4.2 超撥水表面と動的接触角
　4.3 ピン止め現象
　4.4 凹凸形状とピン止め挙動
　4.5 ピン止め現象とリエントラント構造
　4.6 超撥油表面の設計
　4.7 ピン止め効果と濡れ状態
　4.8 超撥水（油）表面の開発指針
　4.9 超親水（油）表面の開発指針

５．超撥水・超親水表面の開発手法
　5.1 超親水表面の設計手法（ケーススタディ）
　5.2 超親水表面の課題と解決策（最新の研究事例）
　5.3 超撥水(油)表面の設計手法（ケーススタディ）
　5.4 超撥水(油) 表面の課題と解決策（最新の研究事例）

６．滑液表面の開発
　6.1 接触角ヒステリシスと摩擦力
　6.2 理想的な表面
　6.3 滑液表面の設計
　6.4 動的表面張力と適応濡れ
　6.5 潤滑液含浸多孔質表面(SLIPS)
　6.6 滑液表面の課題と開発動向

７．まとめ

□ 質疑応答 □