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KAIST、地中の昆虫を模倣した撥水性撥油性をもつ大面積の表面を開発

アゾ高分子の光流体化現象を利用


地中に住む昆虫の皮膚を模倣して水や油などに濡れることのない大面積表面が開発され、汚れや腐食などを防ぐ膜の開発などに応用できるものと期待される。

大徳所在のKAIST(シン・ソンチョル総長)は生命化学工学科のキム・ヒタク教授、キム・シンヒョン教授共同研究チームがアゾ高分子の光流体化現象を利用して超撥水性、超撥油性の特徴をもつ膜を開発したと9月6日に発表した。

研究チームが開発した膜は二重凹角構造体で2014年にはじめて報告され、キノコの形の構造体の表面をもち水や油など表面エネルギーの低い液体に濡れることがない。

二重凹角構造体は非常に精巧な構造で既存の製造方式はいくつかの段階の複雑な工程を経ねばならなかった。また柔軟でなく高価なシリコンなどでのみ製造が可能という限界があった。

研究チームはアゾ高分子の独特な光学的特性である局部的光流体化現象に注目した。光流体化現象はアゾ高分子が光を受けると液体のように流体化が起きる現象で、アゾ高分子の表面の薄い層でのみ部分的に発生する。

研究チームはこの光流体化現象をアゾ高分子の円柱構造で発生させた。その結果、円柱の上部の表面のみ流れ落ちることでキノコ状の二重凹角構造体が形成された。そして低い表面エネルギーをもつ液体にもすぐれた超撥水性、超撥油性をもち、表面の物質が高分子基盤で折れ曲がった状態でも性質が維持されることを確認した。研究チームの構造体製造は円柱構造を固定して光を照射する程度の簡単な工程で製造できることから、経済的に大きな長所をもつ。

キム・ヒタク教授は「本研究で提案した新たな二重凹角構造の製造法によりすぐれた超撥水性、超撥油性をもつ表面を容易に製造できる。任意の屈曲をもつ表面の超撥水、超撥油性特性を付与できることから生物汚損防止チューブ、汚れや腐蝕を防止できる表面などに応用が可能だろう」と話している。

キム・シンヒョン教授は「研究チームの提案した二重凹角構造は皮膚で呼吸し地中に生息する昆虫であるトビムシ(springtail)の皮膚構造を模倣したもので人間は自然から学び工学的に創造するという事実を改めて悟った」と述べた。

研究結果は『ACS Nano』8月号に掲載された。





[2017-09-08]

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