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グラフェンエアロゲル面における疎水性

Istituto Italiano di Tecnologia等の研究グループが グラフェンエアロゲル面における疎水性を評価しました。

この研究成果は、Scientific Reports 10.1 (2020): 1-7に掲載されています。


この記事は下記論文の紹介記事です。

論文:

De Nicola, Francesco, et al. "Wetting Properties of Graphene Aerogels." Scientific Reports 10.1 (2020): 1-7.

https://www.nature.com/articles/s41598-020-58860-4


一般に、人工疎水性表面の実現は、材料表面の化学組成とその形態学的構造に依存します。

化学組成は本質的な材料特性ですが、固体表面張力を下げるように設計することができるため、表面の疎水性が高まります。

一方、表面の粗さ(ミクロおよびナノ形態)も、特にエアポケットを形成して水の吸収を防ぐ階層的およびフラクタルアーキテクチャを活用することにより、疎水性を高める可能性があります。

それにもかかわらず、恒久的な超疎水性表面の作製は困難な作業です。最近、時間耐久性、化学的、機械的、および熱的安定性が扱われています。

前述の2つの特徴を備えた多数の材料の中で、グラフェンは、その独特な光学的および電子的特性により汎用性、安定性、および多機能性を提供し、疎水性表面の実現に広く使用されています。


一方、カーボンエアロゲルは、階層的なナノ構造と微細構造のランダムに架橋するネットワークを特徴とする、炭素ベースの巨視的な三次元構造です。通常、エアロゲルは、高い多孔性、非常に低い質量密度、および階層的な高い表面粗さのために大きな有効表面積を持ち、新しい技術的用途の超疎水性材料として有望です。

カーボンエアロゲルの超疎水性および親油性の挙動の観察を報告しているいくつかの研究はありますが、そのようなクラスの材料の濡れ特性の特徴づけは、行われていませんでした。


このような背景から、同研究グループはグラフェンエアロゲルの濡れ特性について詳しく調査しました。



特に、特定の形態と高い表面多孔性(最大0.81)により、グラフェンエアロゲルは超親油性状態と定常的な超疎水性状態を示し、高い見かけの接触角値θ°≥150°を達成することを示しました。



本研究で確認したグラフェンエアロゲルの独特の濡れ性と液体吸収の強化は、油流出や化学物質の漏れ事故による汚染を減らすために活用できます。



#グラフェンエアロゲル #疎水

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