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石鹸薄膜上における液滴の濡れ広がり

Wageningen Universityらの研究グループが、石鹸薄膜上における液滴の濡れ広がり現象を調査しました。

この研究成果は、Langmuir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:

Motaghian, Melika, et al. "Rapid spreading of a droplet on a thin soap film." Langmuir (2019).

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.langmuir.9b02274



同研究グループは、動的な表面張力と液滴の体積の関数として、薄い懸濁石鹸膜上の界面活性剤溶液の液滴の広がりを研究しました。

調査の結果、半径方向の液滴の広がり(R)は、石鹸膜と液滴の間の異なる表面張力の差(Δσ)に対して約0.1から1の範囲の指数で、時間のべき乗にしたがい濡れ広がることが判明しました。

液滴の表面張力が石鹸膜の表面張力よりも低い場合(Δσ> 0)、R〜t^αで液滴の急速な広がりが観察されます。

ここでαは0.4 <α<1の範囲となり、どの値を取るかは∆σに大きく依存します。

なお、この拡散プロセスがマランゴニ応力と慣性応力によって駆動されると仮定した場合、算出されるαは2/3です。

液の表面張力が石鹸膜の表面張力よりも大きい場合(Δσ<0)、着滴後の液の広がりは発生するものの、0.1 <α<0.2でゆっくり変化することを確認しました。


#液滴 #表面張力 #着滴径

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