動的濡れ現象の制御

濡れ物理を理解・制御し相変化に応用する。

固-液接触線／接触線抵抗／接触角ヒステリシス／高速濡れ／動的濡れ／表面微細構造／表面濡れ性制御／相変化／熱交換／熱伝達促進

固体の表面に液体が濡れていく、移動していく動的現象は、日常生活や自然、産業のあらゆるところで見られます。このような固-液界面の動的現象は非平衡性とマルチスケール性によって複雑系となっており身近でありながら未解明の問題が多く含まれています．私たちは，濡れ現象を支配する物理に関する基礎研究をもとに、濡れ挙動の制御や予測に取り組んでいます。そこから学術的には面白い物理の発見、社会連携においては滑水性向上・凍結抑制による熱交換器の効率向上、印刷や塗装への新たな技術に繋げていくことを目指しています。

PIV(Particle image velocimetry)法による液滴動的濡れ観察実験の様子
動的濡れにおける表面マイクロ構造の影響の理解
親水ガラス表面における高速濡れの高速撮影像
異方性マイクロ構造による液滴の選択的輸送
マイクロ三角アレイによる凝縮液滴制御と凍結におけるドライ表面形成
ポリエチレングリコール分子による水の凍結阻害効果の計算

関連する論文

  1. Yaerim Lee, Gustav Amberg, Junichiro Shiomi, “Vibration sorting of small droplets on hydrophilic surface by asymmetric contact-line friction”, PNAS Nexus 1 (2), pgac027 (2022). (Open access) [https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgac027]

  2. Yaerim Lee, Naoto Matsushima, Susumu Yada, Satoshi Nita, Takashi Kodama, Gustav, Amberg, Junichiro Shiomi, “Revealing how topography of surface microstructures alters capillary spreading”, Scientific Reports, 9, 7787 (2019) (Open access). [https://doi.org/10.1038/s41598-019-44243-x]

  3. Satoshi Nita, Minh Do-Quang, Jiayu Wang, Yu-Chung Chen, Yuji Suzuki, Gustav Amberg, Junichiro Shiomi, “Electrostatic cloaking of surface structure for dynamic wetting”, Science Advances, e1602202 (2017) [Open Access] [http://advances.sciencemag.org/content/3/2/e1602202]

  4. Jiayu Wang, Minh Do-Quang, James J. Cannon, Feng Yue, Yuji Suzuki, Gustav Amberg, Junichiro Shiomi, “Surface structure determines dynamic wetting”, Scientific Reports Vol. 5, 8474 (2015). [Open access] [http://dx.doi.org/10.1038/srep08474]

  5. Yoshinori Nakamura, Andreas Carlson, Gustav Amberg, Junichiro Shiomi, “Dynamic wetting at the nanoscale”, Physical Review E, Vol. 88, 033010 (2013). [http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.88.033010]