不思議な二次元優(yōu)先展開現(xiàn)象は機(jī)能的な織物の開発に新しい構(gòu)想を提供します。

液體が

表面拡散時(shí)には液體浸透吸収も同時(shí)に発生し，この現(xiàn)象は材料の実用的応用を大きく制限した。

そのため、どのように液體を速く広げ、浸透を減らすかが大きな課題です。

宣紙は中國(guó)の伝統(tǒng)的な古典書畫用紙で、我が國(guó)の安徽省で生産され、準(zhǔn)備過程は140歩必要で、準(zhǔn)備期間は2年間にわたり、1500年以上の歴史があります。

畫用紙はその獨(dú)特な印刷用インクの濕潤(rùn)性能によって、中國(guó)書畫の皆様に広く愛され、千年も続いています。

研究所の研究員は、紙の平面二次元の優(yōu)先的な舗裝現(xiàn)象を研究しました。彼らは、水が紙の上で素早く橫向きに広がっていることを発見しましたが、紙の裏側(cè)に浸透することは少ないです。

実験によって，150μLの水はいかなる浸透もなく，宣紙の表面に広がっていることが分かった。

液體の畫用紙上の二次元優(yōu)先展開現(xiàn)象

宣布紙の主な化學(xué)成分は

それらは親水性が良く、高い表面エネルギーを持っています。

他の紙と違って、宣布紙は長(zhǎng)繊維で構(gòu)成され、これらの長(zhǎng)繊維はパルプ乾燥中に橫方向にインターリーブされ、無秩序配列ではない。

したがって、畫用紙の中の長(zhǎng)繊維は、明確な層間境界がないにもかかわらず、層間に配列されているはずである。

水と宣紙が接觸すると、まず水はマイクロメータの穴に吸い込まれ、舗裝過程が急に加速し、続いて、浸潤(rùn)していないナノ繊維の穴が液體の吸収を開始し、液體の広がりが再び加速する。

上の層構(gòu)造における液體の過剰蓄積に伴い，液體は次第に下の層の繊維に近づき，そして上の下層の宣紙繊維の間に液橋が形成される。

液體ブリッジが形成されると、液體は次の繊維の表面に急速に広がり、大量の液體を消費(fèi)し、液體橋は次第に弱くなり、ひいては破斷する。

そのため、液體は宣紙の表面の橫の二次元展開に優(yōu)勢(shì)を占め、縦浸透は遮斷される。

二次元優(yōu)先展開機(jī)構(gòu)

宣布紙の獨(dú)特な展開性能は主にその獨(dú)特な層狀マイクロ／ナノ細(xì)孔の複合構(gòu)造と化學(xué)成分に起因する。

中國(guó)の宣紙の啓発のもと、研究者は靜電紡糸法で宣紙構(gòu)造の酢酸セルロース膜を作製し、加水分解過程を経て、宣紙表面のマイクロナノ構(gòu)造と化學(xué)組成と似たセルロース紙を得た。

実験結(jié)果は，このナノセルロース紙が，透過なしで175μLの水の急速な広がりを?qū)g現(xiàn)でき，宣紙よりも優(yōu)れた展開性能を持つことを示した。

関連記事はオンラインでAdvanced Functional Materialsに発表されています。この仕事は、宣紙の二次元優(yōu)先展開の現(xiàn)象を研究し、シミュレーションすることによって、異方性濕潤(rùn)織物を設(shè)計(jì)する応用にインスピレーションを提供します。例えば、新型の浸透防止服の開発を研究します。

など。