参考までに：水が最も恐れる物質は何ですか？

研究者たちは、超疎水性材料、つまり水をはじく材料を作ろうとしてきた。蒸気の凝縮は、原子力発電、集水、輸送、淡水化、空調などの産業プロセスのエネルギー効率を低下させる可能性があるからだ。しかし、適切な材料を使用すれば、こうした資源を大量に消費するプロセスのコストを削減できる可能性がある。

そこでMITの研究者が潤滑剤含浸表面（LIS）を開発した。これは非常に疎水性が高く、水滴が滑り落ちる素材だ。「ケチャップのように水が滑り落ちることを証明できます」と主任研究者のクリパ・バラナシ氏は言う。ホットドッグを食べたことがある人なら、これがいかに滑りやすい素材かご存じだろう。

それを材料と呼ぶことさえ、まあ、滑りやすいです。LIS は、より正確には、油などの潤滑剤と疎水性表面という 2 つの材料間の相互作用として定義されます。表面は、赤血球ほどの大きさの微細な突起で覆われています。潤滑剤は突起間の空間を満たし、それらが一緒になって、疎水性パターンのみを備えた表面よりも 10,000 倍速く凝縮水をはじきます。

では、LIS は世界で最も疎水性が高い素材 (何と呼んでも構いません) なのでしょうか? うーん...これも複雑です。疎水性を測定する方法は複数あり、それを示す実験もさまざまです。この極めて疎水性が高いナノチューブ素材を見てみましょう。水は跳ね返ります。ご覧ください:

これらのナノチューブは LIS よりもはるかに疎水性が高いはずですよね? 結局のところ、ナノチューブは瞬時に水をはじきますが、LIS の場合は水が固まって滑り落ちてしまいます。

そんなに急がなくても大丈夫です。ここで示すカーボンナノチューブフォレストのような材料は、表面に孤立した水滴を置くと非常によく機能します。通常の疎水性材料は、その上の空気ポケットによって水滴と下の表面との接触が減少するため、優れた撥水性を発揮します。しかし、その上で水を凝縮しようとすると、これらの空気ポケットは失われます。水滴が表面から跳ね返る際の接触角を測定する場合、ナノチューブが最も疎水性であると言うでしょう。しかし、凝縮実験中に行われるロールオフ角度を測定する場合、LIS が勝ります。(ロールオフ角度を測定するには、表面を傾けて、水滴が動き始める角度を測定します。)

MIT の研究者たちは、ACS Nano 2012 年 8 月号に掲載されたこのデザインが、さまざまな基板や潤滑剤に適用できることを期待しています。「このデザインが魅力的なのは、スチールやチタン製の凝縮管にテクスチャーを施せることです。金属、セラミック、プラスチックに適用できます」とバラナシ氏は言います。「表面と潤滑剤の互換性が確保できれば、これは実現可能です。」