異なる微細構造を有する超撥水表面上の液滴凍結特性

■ 論文情報（Bibliographic Information）

• Title: Characterization of droplet freezing on superhydrophobic surfaces with different microstructures
• Authors: Xu Han, Dan Zhang, Haikun Zheng, Wei Sheng, Xiaoru Hao, Xiaozhuan Chen, Chaobin Dang, Mengjie Song
• Journal: Energy & Buildings, Volume 327 (2025) 115109
• DOI: 10.1016/j.enbuild.2024.115109

■ 研究概要（Graphical Abstract）

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注：この図はAIにより生成された研究概要図です。内容に不正確な点が含まれる可能性があるため、数値・用語・結論は原論文および確認記録と照合してください。

研究背景と目的

本論文は、規則的な溝状微細構造が超撥水アルミニウム表面上の液滴凍結に与える影響を明らかにすることを目的としています。

方法

フェムト秒レーザー加工と低表面エネルギーコーティングにより、40 から 400 μm までの溝間隔を持つ表面を作製し、液滴凍結時間、形状変化、凍結フロントの動きを測定しました。

主な結果

100 μm 間隔の表面で最大接触角 163.14° と -15 °C における凍結時間 707.917 s が得られ、凍結フロントは凸形状から凹形状へ変化しました。

意義と応用

防氷性能を高めるためには表面化学だけでなく微細構造寸法の設計が重要であることを示し、低温機器や屋外表面の防氷材料設計に役立ちます。

まとめ

本研究は、溝間隔 100 μm の超撥水微細構造が液滴凍結を大きく遅延させることを示し、防氷材料設計における微細構造寸法の重要性を明らかにしたものです。