Se/TiO_2光電池を用いた電圧印加による光触媒表面の光誘起親水化反応の促進

摘要

マイクロスケールでは流体の振る舞いに対する表面力の影響が大きくなることが知られている。例えばマイクロ流路への流体の毛細管効果による吸引力は濡れ性が強く影響を及ぼす。幅の狭い流路の内壁が親水性の場合には微小流体は一層強い力で流路に吸い込まれる。反対に流路内壁が疎水性の場合は流路への流入の抵抗が大きくなる。表面の濡れ性を能動的にスイッチングすることが出来ればマイクロスケールにおける新たな流体操作の手段としての応用が期待できる。実際に、毛細管力を能動的に制御するために濡れ性スイッチング技術を μTA S に応用する試みが報告されてきている。濡れ性スイッチングの手法として、電気エネルギーを用いる研究や、光エネルギーを用いる研究などが報告されている。電気エネルギーによる濡れ性スイッチング法として、疎水性表面の電荷を外部から印加した電圧より制御することで疎水性から親水性へスイッチングするエレクトロウェッティング(EW)が報告されている(1)。現在、EWは疎水性の絶縁材料で保護した電極とその上の液滴の界面における濡れ性を電圧により親水化する Electrowetting-on-dielectric(EWOD)法(2)、濡れ性を電圧印加により疎水化して液滴を操作するElectro-dewetting法(3)、および局所選択的に光導電効果を生じて液滴を操作する Optoelectrowe-tting 法(4)など様々な手法へと発展し研究がなされている。これらの報告では100V～150Vの高い電圧の印加が必要であるが、応答性は約0.5秒と素早く濡れ性を変化させることができる(2)。