数μmのエアロゾル液滴が親水性表面にどのように沈着するのか?How do aerosol droplets of a few micrometers deposit on a hydrophilic surface? 文責: 大学院生N.S.

電子材料や医療等に利用される技術として、(目的の)基板表面に対して気中から微粒子を沈着させる技術がある。この技術において、基板表面を物理的または化学的に処理することで沈着効率が向上することも報告されている。微粒子の沈着にはいくつかの方法があるが、超音波噴霧器により沈着させる方法においては、基板の処理が沈着効率に及ぼす影響に関する研究がされていなかった。

レンゴロ研究室では、基板表面の親水性(または疎水性)の度合いが粒子の沈着効率にどのような影響を及ぼすか、また「粒子が”Dry”または“Wet”場合の沈着効率」について調べた。

結果として、”Wet”粒子に関しては、化学的に処理された領域はそうでない領域よりも高い沈着濃度となった。一方、”Dry”粒子に関しては反対に、処理した領域の方が少ない沈着濃度となった。このように電界を用いない沈着法では、基板表面の性質だけでなく、エアロゾルの濡れ性にも依存することが初めて分かった。

One of the technologies used in electronic materials and medicine is the deposition of fine particles from the air onto the (target) substrate surface. It has been reported that the efficiency can be improved by physically or chemically treating the substrate surface. Although there are several methods for deposition of fine particles, no research has been done on the effect of substrate treatment on the deposition efficiency in the method of deposition by ultrasonic atomizer.

Lenggoro Lab investigated “how the degree of hydrophilicity/hydrophobicity of the substrate surface affects the particle deposition efficiency” and “the deposition efficiency when the particles are dry or wet”.

As the results, for “wet” particles, the chemically treated area had a higher concentration of particles deposited than the non-treated area. On the other hand, for “dry” particles, the opposite: the treated area had a lower deposition concentration. The deposition of “less charged” aerosols was found to depend not only on the nature of the substrate surface but also on the wettability of the aerosol.

文責:大学院生N.S.

Reference: https://doi.org/10.11113/mjfas.v16n3.1608 by K. Kusdianto, Masao Gen(玄 大雄), Mitsuki Wada(和田 光樹), Sugeng Winardi, Wuled Lenggoro

Related article: 植物葉の模擬 Modeling Nature: 正帯電した気中粒子が親水性が高い表面に付きやすい Between charged aerosols and wettability of the “leaf” surface model.