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ロータス効果(ロータスこうか、英: Lotus effect)とは材料工学において、ハス科の植物に見られる自浄性を指す用語。ハス効果とも。ハスは泥の多い川や池を好むが、その葉や花はきれいな状態を保つ。また、東洋文化圏ではハス(英: Lotus)は純粋さの象徴ともされる。ハスの葉を研究した植物学者により、そこに天然の自浄機構が備わっていることが発見された。なお、Lotus-Effect? は登録商標である[外部リンク] www.lotus-effect.com/(英語)。

◆ 仕組みと応用

ハスの葉はその微細構造と表面の化学的特性により、決して濡れることがない。葉の表面についた水は表面張力によって水銀のように丸まって水滴となり、泥や、小さい昆虫や、その他の異物を絡め取りながら転がり落ちる。この現象がロータス効果として知られる。

またサトイモ(里芋)やレンコン(蓮根)の葉でも微細構造と表面の化学的特性から同様の効果が見られる。

ナノテクノロジーの分野では、塗料、屋根材、布などの表面でロータス効果を再現し、それらを乾燥したきれいな状態に保つ方法の開発が行われている。これは通常、フッ素化合物やシリコーンで表面を処理することで達成される。ポリエチレングリコールにグルコースやスクロースを組み合わせることでも同様の効果が得られる。今ではこの方法により自己洗浄を行う塗料や、温室の屋根に使うようなガラス板にロータス効果を持たせたものも市販されている。

超撥水性を得るため、ある方法では、洗浄したアルミニウムのブロックの表面を水酸化ナトリウム水溶液に2時間浸し、水洗・乾燥後にスピンコーティング法で厚さ約2ナノメートルのパーフルオロノナン (C₉F₂₀) の膜を張った。これにより水滴との接触角が 67°から 168°に増大し、この効果はカッシーの式 () によって説明された。電子顕微鏡で見ると、そのアルミニウムの表面にハスの葉の表面に似た多孔性の微細構造が観察できたStable Biomimetic Super-Hydrophobic Engineering Materials, Guo, Z.; Zhou, F.; Hao, J.; Liu, W. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15670-15671. DOI: [外部リンク] 10.1021/ja0547836。

◆ 関連項目

・生体工学

・表面張力

◆ 脚注

◆ 外部リンク

・ [外部リンク] ナノ構造制御により親水性表面を超撥水表面へ - 産業技術総合研究所/産総研 TODAY Vol.6 (2006) No.1 より

・ [外部リンク] LotuseffectAnimation.ogg - ロータス効果のアニメーション(コモンズの画像)

・ [外部リンク] The lotus effect - International Space University のページ

◆ 参考文献

・ The purity of sacred lotus, or escape from contamination in biological surfaces, Barthlott, W.; Neinhuis, C. Planta 1997, 202, 1-8. DOI: [外部リンク] 10.1007/s004250050096

・ Is the lotus leaf superhydrophobic?, Cheng, Y. T.; Rodak, D. E.; Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 144101. DOI: [外部リンク] 10.1063/1.1895487

・ Water condensation on a super-hydrophobic spike surface Narhe, R. D.; Beysens, D. A. Europhys. Lett. 2006, 75, 98-104. DOI: [外部リンク] 10.1209/epl/i2006-10069-9

・ Mimicking nature: Physical basis and artificial synthesis of the Lotus-effect [外部リンク] pdf

・ ピーター・フォーブズ『ヤモリの指』早川書房、2007 ISBN 4-15208-807-9

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