固気液界面(コンタクトライン)ダイナミクスの高精度測定

固-气-液界面（接触线）动力学的高精度测量

基本信息

批准号：
16760169
负责人：
小宮敦樹
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は,研究代表者が有している位相シフト技術を本計測装置に組み込むことによって,コンタクトラインの高精度測定を行った。昨年度構築した二次元分布膜厚観察システムを用いて静的コンタクトラインの膜厚プロファイルを測定するとともに,液滴を移動させることによって生じる動的膜厚プロファイルの挙動観察も行った.研究代表者が属する若手研究会では,エタノールカーボン系のコンタクトライン数値シミュレーション結果(MDシミュレーション)をベースに議論が行われていることから,本年度の実験も観察資料をエタノールーカーボン系とし,カーボン蒸着反射基盤の作成を昨年度に引き続き行った.さらに付加試料として,動的プロファイルを観察しやすいシリコーンオイル-カーボン系での実験も行った.エリプソメータを基礎とした光学系にレンズ系を付加することで,測定視野が250ミクロン四方となるように改良を施し,得られた画像を位相シフト画像に変換して観察を行った.以上の測定システムを用いて,上記二種類の試料のコンタクトラインプロファイルを高精度に測定し,マクロな視点における「接触角」では表せない固液界面の形状を評価した.特にコンタクトライン前縁の前進接触角動的プロファイルにおいては,ある接触角に達するまでコンタクトラインは維持され,その後進行を開始するといったプロファイルが定量的に観察された.これにより,静滴法等で得られるマクロな視点での接触角で評価する濡れ性とは異なる固液界面接触状態が存在することが実験的に明らかとなった.なお,上記研究成果の一部である画像処理技術については,国内外の学術講演会にて研究発表を行っており,評価を得ている.

今年，我们通过将主要研究人员拥有的相移技术纳入该测量设备，实施了接触线的高精度测量。使用去年构建的二维分布式膜厚度观察系统测量静态接触线的膜厚度谱，还观察到移动液滴产生的动态膜厚度曲线的行为。根据乙醇碳接触线（MD模拟）的数值模拟的结果讨论了研究人员所属的年轻研究人员，因此也使用乙醇 - 碳碳系统进行了今年的实验，并将碳沉积反射性底物作为碳沉积反射反射底物创建。作为附加样本，还使用硅油油碳系统进行了实验，使观察动态曲线变得易于观察。通过将镜头系统添加到基于椭圆计的光学系统中，将测量场提高到250微米正方形。将获得的图像转换为相移图像以进行观察。使用上述测量系统，以高精度测量了两种样品的接触线轮廓，并评估了在宏观角度评估“接触角”无法表达的固液界面的形状。特别是，在接触线前缘的正向接触角的动态轮廓中，保持接触线直到达到一定的接触角，并定量观察到进度。这在实验上揭示了存在一种固定液体接触状态，与通过静态液滴方法等获得的宏观角度评估的润湿性不同，并且图像处理技术是上述研究结果的一部分，在日本和国外的学术讲座上都呈现。