本文とサイドメニューへジャンプするためのナビゲーションスキップです。

スタートアップガイド

J-Net21 中小企業ビジネス支援サイト

  • J-Net21とは
  • スタートアップガイド
中小機構
  • メルマガ登録
  • RSS一覧
  • お問い合わせ

HOME > 製品・技術を開発する > 自然から学ぶアイデアの源泉 ネイチャーテック

自然から学ぶアイデアの源泉 ネイチャーテック


バラの花びらにある水滴は揺すってもなかなか落ちない

Photo by Bruno. C.

水滴を離さないバラの花びら

ヒントとなる自然:植物(バラ)

<写真>バラの花びらにある水滴は揺すってもなかなか落ちない
Creative Commons

何がすごいの?

雨が止んだ後にバラの花びらについている水滴は、きれいなバラの花びらをより一層綺麗に見せるものです。この水滴は、水をはじく性質を持つハスの葉のように、水を引き付ける親水性と水をはじく疎水性をもつ表面の凸凹構造が作り出す超撥水性によって球体の水滴となります。

しかし、バラの花びらにある水滴は、虫が降り立って花を揺すろうと、風が吹いて花を揺すろうと、なかなか落ちることはありません。花弁効果とよばれるこの現象は、バラの花びらの凸凹に、はじかれた水滴の大きさが上手く落ち着くサイズになっていることで生じ、たとえバラの花束についた水を切ろうと私たちが逆さにして振っても、バラの花びらの表面にくっついて落ちないのです。

どうやって役立てるの?

水滴の超撥水性と吸着性を併せ持つバラの花びらの構造は、水を水滴にして集める新しいシートとして開発できるかもしれません。

どんな研究をしているの?

同じ微細構造を持つことで超撒水性を示すハスの葉と比べると、バラの花びらの微細構造は少々粗くなっています。バラの花びらの表面ではじかれた水滴は、サイズの大きい溝に入れても、小さいサイズの溝には入れません。この現象によって、水と固体間の界面は高い親水性を示し、水滴がしつこく花びらの表面にくっついているのです。

また、この水滴の大きさが10μL(1Lの100万分の1)以上になると、水滴の重さと表面張力が抑えられることにより、水滴は落下することも分かりました。

どんな技術開発ができる?

東北大学原子分子材料科学高等研究機構の下村政嗣教授らは、自己組織化を用いて水滴をはじき、かつ、吸着する金属-高分子ハイブリッド構造でできた新しい人工シートを作製しました。バラの花びらの構造を鋳型として作られたこのシートは、接着剤なしで撥水表面に水滴吸着性を持ちます。

乾燥地や砂漠では作物を育てることが難しく、貧困地域が集中して分布します。このような地域においては、一滴の水、又は霧でさえ貴重な水資源となります。人工シートを設置することで、エネルギーを使わずにこうしたごくわずかな水分を収集し、作物栽培に活用することができるかもしれません。

ロータス効果(右)と花弁効果(左)

写真2:ロータス効果(右)と花弁効果(左)
Photo by Tml5386

<参考文献>
Lin, F. (2008). "Petal Effect: Two maj Tml5386 xamples of the Cassie-Baxter model are the "Petal Effect" and Lotus Effect". A superhydrophobic state with high adhesive force". Langmuir 24 (8): 4114-4119.

<関連リンク>
きれいな水玉つくります。水をはじく!汚れない!ハスの葉
自ら集合する、小さな分子
自動給水装置を備えたモロクトカゲ
水上の忍者たち
アクアラングを備えたマツモムシは一流のダイバー

掲載日:2012年2月20日

パクっと閉じるハエトリグサヒレを丸めてスイスイ泳ぐブルーギル

記事一覧を見る


このページの先頭へ