ナノスケールの固体円筒に働く力に与える濡れ性と曲率の影響に関する分子動力学解析

摘要

近年，Micro-TASに代表されるマイクロメートル以下の微細な流路や生体内部などの閉じた空間において，流体がバルクとは大きく異なる物性や挙動を示すことが実験的，理論的に示唆されている．この主な要因としては，バルクに対する界面の比率が大きくなることが挙げられ，これらの理解のために，界面における流体挙動に関する本質的な理解が求められている．今立らは，水やイオン液体に浸されたカーボンナノチューブ（CNT）にはたらくキャピラリー力を実験的に計測し，CNTの直径に対する依存性が，マクロの理論であるWilhelmyの関係と異なるふるまいを見せることを示した．これは液体の特殊な挙動が，前述のような閉空間のみではなく，ナノスケールの曲率を有する固体の界面上でも現れることを示唆する結果である．これを踏まえ，本研究では，この実験を模した基礎的な解析として，アルゴン分子の液膜に浸されたナノスケールの固体円筒の平衡状態における濡れについて分子動力学法を用いて調べた．