米國：新型の防水材料水滴を直接弾くことができるように開発

米國の科學者は最近、レーザーエッチング技術を用いて新しいタイプのぼうすいざいりょう表面に落ちた水滴をそのまま弾き出すことができるようにします。

この研究はニューヨークのロチェスター大學出身の光學物理學者Chunle氏によるものだGuoが主導する。彼らはレーザーを用いて金屬表面にミクロンとナノスケールのマイクロパターンをエッチングし、材料表面に非常に強い撥水性または排水性の特徴を持たせた。このような表面に水が滴下すると排斥され、そのまま跳ね返る。この研究成果は1月20日の「応用物理學雑誌」に発表された。

このような材料の表面は、典型的な化學工業用塗料やめっき膜に比べて防水性が高く、摩耗しにくい。私たちの生活で使用されているフライパンにはポリテトラフルオロエチレンめっき膜が使用されており、ポリテトラフルオロエチレンをめっき膜に使用する表面は水を流すために70度まで傾斜させる必要があり、新材料に必要な傾斜角度は5度を超えない。

また、この特殊な表面は自己洗浄特性も強い。その表面から水滴がはじかれると、表面に落ちたホコリも一緒に持ち去られます。

研究者はその自己洗浄機能をテストするために、真空掃除機で材料の表面にほこりを噴射した。実験により、3滴の水だけで材料表面上の半分のほこり粒子を除去することができ、12滴の水ですべてのほこりを除去することに成功したが、材料表面は完全に乾燥しており、ほこり一つ落ちていないことが分かった。

このような新材料の表面開発を行う際、研究チームは強力で短いレーザーパルスを用いて白金、チタン、黃銅の表面をエッチングした。各レーザパルスは約千萬分の1秒しか持続しないが、到達したピーク電力は北米電力網全體の電力総和に相當する。

このような防水材料の応用の將來性と想像空間は非常に広い：飛行機の翼の表層に使用して飛行機の飛行時に水滴が凍結する危険を防止することができて、自動車の表層に使用して車の所有者たちをこれから洗車する必要はなくて、甚だしきに至っては洗浄しない便器を開発して、アフリカの渇水地區に福祉を送ることができます。

また、研究者は同じレーザーエッチングパターン技術によって金屬を黒くし、ざいりょう表面には優れた吸光特性も兼ね備えており、太陽電池パネルに応用されており、防水で錆びもなく清潔である必要もない。

もちろん、現在の技術では、レーザを用いて金屬表面に縦橫各1インチ（2.5 cm）の面積をエッチングするのに1時間かかるなど、多くの課題に直面しています。將來的には、チームはこの方法を非金屬材料に適用しようとします。もし本當に実現できれば、完全防水自浄の屋根、テント、に服を著せるなども可能になるだろう。