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実験のねらい・・・逆ライデンフロスト効果

　フライパンを高温に加熱して、その上に水滴を落としたとします。ある程度の熱い温度では水はフライパンに接触してジュージューと蒸発しますが、フライパンが充分に熱い極高温の場合、水滴はすぐに蒸発せずにフライパンの上を浮揚し滑らかに動いたり跳ねたりします。その後、蒸発し液滴は無くなります。この現象はライデンフロスト現象と呼ばれます。

　逆に極低温の液体窒素の上に液滴を落とすと生じる逆ライデンフロスト現象ではどのような液滴の挙動が確認できるか観察してみましょう。

1. 用意するもの

• 軍手 (凍傷を防ぐことができる手袋)
• お箸 (先端が突起状のもの)
• 液体窒素
• 液滴を作るための水 (油、アルコールでも代用可能)

2. 実験方法

　軍手をはめて液体窒素を安定した場所に置きます。

　お箸を水の中に5cmほどいれます。

　お箸を傾けながら水から取り出します。

　予め用意していた液体窒素の上で、お箸を垂直状態で静止することで1滴の液滴を落とします。

3. 観察（紫色の水溶液の滴を落とした場合の液滴の動き）

　液体窒素の容器を上から撮影した画像です。

4. 得られた結果をどう考える?

　表面が非常に熱いまたは冷たい基板表面と液滴が近接すると急速に気化し基板表面と液滴の間にガスのクッション (沸騰膜)ができるのです。このガス層が液滴を支え浮揚しています。今回は水を液滴を作りましたが、研究ではモノマー溶液を使用することで球形の目の粗いスポンジ粒子を作ることができます。

5. 展開

　条件を選ぶことで目の粗さや大きさを自在に変えることができます。これらのスポンジ粒子は次に示す応用が可能です。

• 新しい細胞培養用の材料
• 体内への患部に向けた薬物送達用の材料
• 目的物質を分離するための新材料

鹿児島大学
工学部

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