水が滑りやすいのはアヒルの背中だけではありません。研究者たちは、表面を液体のような層でコーティングし、滑りやすさをさらに高める新しい方法を開発した。
フィンランドを拠点とする研究チームは、アールト大学のサカリ・レピッコ氏が率いる、自己組織化単分子膜（SAM）と呼ばれる表面を作製するための反応装置を開発しました。これらの単分子膜は、液体分子が互いに結合しているのと同様に、シリコン材料片に共有結合した分子層によって形成された、流体のような表面を特徴としています。
これにより表面の摩擦が劇的に減少し、水滴がスムーズに滑るようになります。研究者たちは、この製造プロセスをこの種のものとしては初と呼んでいます。この研究成果をまとめた論文は、本日Nature Chemistry誌に掲載されました。
「私たちの研究は、ナノメートルレベルに直接到達し、分子的に不均一な表面を作製した初めての研究です」とレピッコ氏はプレスリリースで述べています。「SAMコーティングの主な問題は、非常に薄いため、物理的接触後に容易に分散してしまうことです。しかし、これらの研究によって、耐久性のある実用的なアプリケーションを開発するための基礎的な科学的知識が得られます。」
レピッコ氏らは、蒸着リアクター（気化物質の凝縮によって表面に薄い層を堆積させる装置）を用いてSAMを作製した。今回の場合、オクチルトリクロロシランと呼ばれる化学物質をシリコン表面に噴霧し、液体のような表面を生成した。シリコン材料をリアクター内に留まらせる時間を変化させることで、研究者らはSAMの滑りやすさを調整できた。
これらの表面を試験した結果、短い成長時間（約30秒）と長い成長時間（4時間以上）の両方において、中程度の成長時間と比較して最も滑らかな表面が得られることが分かりました。短い成長時間では表面上の水滴が広がり、長い成長時間では水滴がより大きく玉状になります。
「結果は、SAMの被覆率が低い場合と高い場合で滑りやすさが増すことを示しました。これは表面が最も均質な状態でもあるからです」とレピッコ氏は発表の中で述べています。「低い被覆率でさえ、並外れた滑りやすさをもたらすというのは直感に反するものでした。」
表面を滑りやすくする方法を研究するのは、滑稽で悪質な研究のように聞こえるかもしれませんが、この研究には多くの応用例があります。2016年、ペンシルベニア州立大学の研究チームは、植物のワックス状の膜に着想を得た厚さ2.5ミクロンのコーティングを開発しました。このコーティングにより、ケチャップやマスタードなどの粘度の高い液体でも表面から滑り落ちます。レピッコ氏は、チームの研究には、自浄作用のある表面を作るだけでなく、凍結防止や曇り防止といった実用的な特性も期待できると指摘しています。
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