(57)【要約】１気圧以上の液圧において超撥水性を保持できる耐久性のある超撥水性表面。表面は突出する規則的形状のマイクロ規模またはナノ規模の多数の突出部を備える基板部分を含み、突出部は概ね、下式にしたがって決定される接触線密度値“ΛＬ”と等しいか高い平方メートルでの表面積あたりのメートルでの接触線で測定される所定の接触線密度を表面が有するように配置されており、2006525117.tif 000028  同式において、γは液体のニュートン／メートルでの表面張力であり、θａ，０は実験測定による突出部材料に対する液体の真の前進接触角（度）であり、ωは突出部立上り角（度）である。
2006525117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超撥水性表面であって、ほぼ一定な形状の多数の突出部を備えた表面を有する基材を有し、各突出部は基材に対して共通の突出部立上り角を有し、突出部が、以下の式にしたがって決定される接触線密度値“ΛＬ”と等しいかそれより高い、平方メートルでの表面積あたりの、メートルでの接触線で測定される接触線密度を当該表面が有するように配置されており、
2006525117.tif 000023
ここで、γは、前記表面と接触する流体のニュートン／メートルでの表面張力であり、θａ，０は、実験測定による突出部材料に対する流体の真の前進接触角（度）であり、ωは突出部立上り角（度）であって、当該表面が、少なくとも１気圧の圧力において流体との液体・固体・気体界面を示す、超撥水性表面。
【請求項２】
前記突出部が突起である、請求項１の表面。
【請求項３】
前記突出部が多面体の形状である、請求項２の表面。
【請求項４】
各突出部がほぼ正方形の横断面を有する、請求項２の表面。
【請求項５】
前記突出部が円筒形または類円柱の形状である、請求項２の表面。
【請求項６】
前記突出部が前記基板に形成された凹部である、請求項１の表面。
【請求項７】
前記突出部がほぼ一定のアレイで配置される、請求項１の表面。
【請求項８】
前記突出部が矩形のアレイで配置される、請求項７の表面。
【請求項９】
前記突出部が、前記基材部分に対してほぼ一定の突出部高さを持ち、該突出部高さが、下式により決定される臨界突出部高さ値“Ｚｃ”よりも大きく、
2006525117.tif 000024
ここで、ｄは隣接する突出部の間のメートルでの距離であり、θａ，０は、実験測定による突出部材料に対する液体の真の前進接触角（度）であり、ωは突出部立上り角（度）である、
請求項１の表面。
【請求項１０】
超撥水性表面と接触する少なくとも１気圧の圧力の液体を撥水するのに適した超撥水性表面を製造する方法であって、
外面を有する基材を提供する段階と、
ほぼ一定の形状の多数の突出部を前記基材の前記外面に形成する段階とを有し、
各突出部が、前記基材部分に対して共通の突出部立上り角を有し、前記突出部は、下記の式にしたがって決定される接触線密度値“ΛL”と等しいかそれより高い、平方メートルでの表面積あたりのメートルでの接触線で測定される接触線密度を表面が有するように配置され、
2006525117.tif 000025
ここで、γは、前記液体のニュートン／メートでの表面張力であり、θａ，０は実験測定による突出部材料に対する液体の真の前進接触角（度）であり、ωは突出部立上り角である方法。
【請求項１１】
前記突出部がフォトリソグラフィにより形成される、請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記突出部が、ナノ機械加工と、マイクロ打抜き加工と、マイクロ接触印刷法と、自己組織化金属コロイド単分子層と、原子間力顕微鏡ナノ機械加工と、ゾル・ゲル成形と、自己組織化単分子層方向性パターンニングと、化学エッチングと、ゾル・ゲル打抜き加工と、コロイドインクによる印刷と、平行なカーボンナノチューブの層を前記基板に配置することからなるグループから選択される方法により形成される、請求項１０の方法。
【請求項１３】
所定圧力値までの液圧において超撥水性を備える流体接触表面を製造するための方法であって、
突出部の立上り角を選択する段階と、
以下の式にしたがって臨界接触線密度“ΛＬ”を決定する段階とを有し、
2006525117.tif 000026
ここで、Ｐは所定圧力値であり、γは液体の表面張力であり、θａ，０は、実験測定による前記突出部材料に対する前記液体の真の前進接触角（度）であり、ωは突出部立上り角であり、
また基材部材を設ける段階と、
前記臨界接触線密度と等しいかそれよりも高い真の接触線密度を前記表面が有するように、前記基材に多数の突出部を形成する段階と、
を有する方法。
【請求項１４】
前記突出部がフォトリソグラフィを用いて形成される、請求項１３の方法。
【請求項１５】
前記突出部が、ナノ機械加工と、マイクロ打抜き加工と、マイクロ接触印刷法と、自己組織化金属コロイド単分子層と、原子間力顕微鏡ナノ機械加工と、ゾル・ゲル成形と、自己組織化単分子層方向性パターンニングと、化学エッチングと、ゾル・ゲル打抜き加工と、コロイドインクによる印刷と、平行なカーボンナノチューブの層を前記基板に配置することからなるグループから選択される方法により形成される、請求項１３の方法。
【請求項１６】
前記突出部についての幾何学形状を選択する段階をさらに含む、請求項１３の方法。
【請求項１７】
前記突出部についてのアレイパターンを選択する段階をさらに含む、請求項１３の方法。
【請求項１８】
前記突出部についての少なくとも一つの寸法を選択する段階と、接触線密度についての等式を用いて前記突出部についての少なくとも一つの他の寸法を決定する段階とを含む、請求項１３の方法。
【請求項１９】
以下の式にしたがって臨界突出部高さ値“Ｚｃ”を決定する段階をさらに有し、
2006525117.tif 000027
ここで、ｄは隣接する突出部の間のメートルでの距離であり、θａ，０は前記表面に対する液体の真の前進接触角（度）であり、ωは突出部立上り角（度）である請求項１３の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２００３年６月３日出願の米国特許出願第１０／４５４，７４５号及び２００３年４月１５日出願の「Ultraphobic Surface for High Pressure Liquids」という名称の米国仮特許出願番号第６０／４６２９６３号の利益を主張しており、これらは参照によってここに全面的に導入する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、概ね、超撥水性表面、より詳しくは、１気圧を超える液圧において超撥水性を示す超撥水性表面に関連する。
【背景技術】
【０００３】
多くの工業プロセスでは、液体と固体表面との相互作用を伴う。特定の結果を達成するため、相互作用の様子、特に表面浸潤の程度を制御するかこれに影響を与えることが望ましいことが多い。例えば、より高い表面浸潤を達成するためにクリーニングプロセスで使用される液体に界面活性剤が加えられることがある。逆の例では、表面浸潤を軽減して衣類の乾燥を促進するため、衣類製品に液体撥水コーティングが加えられることがある。
【０００４】
表面浸潤に影響する原理と性質を分析および理解するための努力が数十年にわたって続けられてきた。液体による浸潤に対する耐性を備える表面である液体「疎性」表面に特に関心が寄せられている。このような表面は、液体が水である場合には撥水性として、他の液体については疎液性と呼ばれる。水または他の液体の微小液滴が表面に対して非常に高い静止接触角（約１２０度を超える）を示す程度まで表面が浸潤に対する耐性を備える場合、表面が示す液滴を保持する傾向がきわめて低い場合、液体に完全に浸漬された時に液体・気体・固体界面が表面に存在する場合に、表面は超撥水性または超疎液性と呼ばれる。本出願では、超撥水性と超疎液性の表面の両方を指すのにまとめて超撥水性の語が使用される。
【０００５】
超撥水性表面は、いくつかの理由から、商業および工業の用途で特に関心を集めている。液体が表面から乾燥するほとんどいかなるプロセスでも、加熱または長い乾燥時間を伴わずに表面が液体をはじくならば、結果的に高い効率が得られる。
【０００６】
さらに、従来の表面と対照的に、超撥水性表面では、液体と表面との間の摩擦が著しく低い。その結果、無数のマクロ規模の水力学または流体力学的な用途、特にマイクロ流体の用途では、表面摩擦を低下させて流量を増大させるのに超撥水性表面がきわめて望ましい。
【０００７】
表面の凹凸は表面浸潤の程度に大きな影響を及ぼすことは現在よく知られている。ある条件下では、凹凸によって、液体は対応する滑らかな表面よりもこの表面に強固に付着することが概ね観察されている。しかし他の条件下では、凹凸によって液体は、滑らかな表面ほど強固に凹凸表面に付着しない。ある条件において表面は超撥水性である。
【０００８】
超撥水性表面を製造するため意図的に凹凸を表面に設ける努力が以前から行われてきた。凹凸表面は概して、ここでは「突出部(asperities)」と称するマイクロ規模からナノ規模の多数の突出部または凹部を備える基材部材の形を取る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
マイクロ／ナノ規模の突出部を備える超撥水性表面を製造しようとする従来の試みは、部分的にしか成功していない。概して、従来技術による表面は、この表面に注意深く置かれた液滴に対して、ある条件下では超撥水性を示すが、液滴が表面に衝突する時にはこの性質は概ね消失する。
【００１０】
さらに、超撥水性表面の使用が望ましい多くの工業用途における流体圧力は、１気圧を超えることが多く、極端な用途では数百気圧に達する。現在までに製造されている超撥水性表面は、わずか約０．１気圧までの超撥水性表面に有効であると見られる。
【００１１】
従来技術による超撥水性表面は、基材に塗布されるデリケートなポリマーまたは化学的コーティングとともに形成されることが多い。このようなコーティングは流体圧力によっても簡単に物理的に破損するため、有効でない。
【００１２】
液体に衝突されるか、少なくとも１気圧を超える圧力水頭で液柱の下にある時に超撥水性を保持する耐久性のある超撥水性表面に対する必要性が、依然として同業界には見られる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、１気圧以上の液圧において超撥水性を保持できる耐久性のある超撥水性表面である。表面は概ね、以下の式にしたがって決定される接触線密度値“ΛＬ”と等しいかそれよりも低い、表面積（平方メートル）あたりの接触線（メートル）で測定される所定の接触線密度を表面が有するように配置された、突出する規則的形状の多数のマイクロ規模またはナノ規模の突出部を備える基材部分を含んでいる。
2006525117.tif 000003
ここでγは液体の表面張力（ニュートン／メートル）であり、θａ，０は実験測定による突出部材料に対する液体の真の前進接触角（度）であり、ωは突出部立上り角である。
【００１４】
突出部は、基材材料そのもの、または基材の表面に配置された１層以上の材料に形成される。突出部は、規則的または不規則的な形状の三次元固体または凹部であり、何らかの規則的な幾何学的パターンで、またはランダムに配置される。
【００１５】
本発明はまた、所定圧力値までの液圧において超撥水性を持つ表面を製造するためのプロセスを含む。プロセスは、突出部立上り角を選択する段階と、以下の式
2006525117.tif 000004
（ここでＰは所定圧力値であり、γは液体の表面張力であり、θａ，０は実験測定による突出部材料に対する液体の真の前進接触角（度）であり、ωは突出部立上り角である）にしたがって臨界接触線密度“ΛＬ”値を決定する段階と、基材部材を設ける段階と、臨界接触線密度と等しいかそれよりも高い実際の接触線密度を前記表面が有するように基材に多数の突出部を形成する段階とを含む。
【００１６】
突出部は、フォトリソグラフィを用いて、またはナノ機械加工、マイクロ打抜き加工、マイクロ接触印刷(microcontact printing)、自己組織化金属コロイド単分子層、原子間力顕微鏡ナノ機械加工、ゾル・ゲル成形、自己組織化単分子層方向性パターンニング、化学エッチング、ゾル・ゲル打抜き加工、コロイドインクによる印刷を用いて、または平行なカーボンナノチューブの層を基材に設けることにより形成される。プロセスはさらに、以下の式にしたがって臨界突出部高さ値“Ｚｃ”をメートル単位で決定する段階を含み、
2006525117.tif 000005
ここで、ｄは隣接する突出部の間のメートル単位の距離であり、θａ，０は表面に対する液体の真の前進接触角（度）であり、ωは突出部立上り角（度）である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明による超撥水性表面２０の拡大図が、図１に描かれている。表面２０は概ね、多数の突出状の突出部２４を備える基材２２を含む。各突出部２４は、複数の側部２６および上部２８を有する。各突出部２４は、図では“ｘ”で示された幅寸法と、図では“ｚ”で示された高さ寸法とを有する。
【００１８】
図１〜３に描かれているように、突出部２４は規則的な多角形のアレイで配置され、各突出部は、図で“ｙ”と示された間隔寸法で隣りの突出部から離間している。突出部２４の上縁３０により定められる角度はφで示され、基材２２に対する突出部２４の側部２６の立上り角はωで示されている。角度φとωとの和は１８０度である。
【００１９】
概して、液体・固体・気体界面が表面に維持される時に、超撥水性表面２０が超撥水性を示す。図７に描かれているように、突出部２４の上部２８と、上縁３０に近接する側部２６の一部分のみと液体３２が接触する場合には、空気または他の気体が充填された空間３４が突出部の間に残り、液体・固体・気体界面が必ず存在する。液体は、突出部２４の頂上と、突出部２４の上縁３０の間に「懸架」されていると言える。
【００２０】
以下で開示されるように、液体・固体・気体界面の形成は、突出部２４のある相関的な幾何学的パラメータと、液体の性質とに左右される。本発明によれば、表面２０が所望のいかなる液圧でも超撥水性を示すように突出部２４の幾何学的な性質が選択されている。
【００２１】
図１〜３の多角形のアレイを参照すると、表面２０は、各突出部２４を囲繞する、点線を境界線として描かれた均等なエリア３６に分割される。各均等エリア３６における突出部の面密度（δ）は以下の等式で表され、
2006525117.tif 000006
ここでｙは、メートルで測定された突出部間の間隔である。
【００２２】
図１〜３に描かれた方形断面の突出部２４については、上縁３０における上部２８の周の長さ（ｐ）は、
2006525117.tif 000007
であり、ここでｘは突出部のメートル単位の幅である。
【００２３】
周ｐは、液体・固体・気体界面の場所を規定する「接触線」と称される。表面の単位面積あたりの接触線の長さである表面の接触線密度（Λ）は、周（ｐ）と突出部の面密度（δ）との積であるため、
2006525117.tif 000008
となる。  
【００２４】
図１〜３に描かれた正方形突出部の多角形のアレイについては、
2006525117.tif 000009
となる。
【００２５】
液体に作用する重力による体積力（Ｆ）が突出部の接触線に作用する表面力（ｆ）より小さい場合には、突出部２４の頂上に、ある量の液体が懸架される。重力に関連する体積力（Ｆ）は、以下の式により決定され、
2006525117.tif 000010
ここで、ｇは液体の密度（ρ）であり、（ｇ）は重力による加速度であり、（ｈ）は液体の深さである。ゆえに、例えばおよそ１０００ｋｇ／ｍ３の密度を持つ１０メートルの水柱では、体積力（Ｆ）は、
2006525117.tif 000011
となるであろう。
【００２６】
他方、表面力（ｆ）は、液体の表面張力（γ）と、垂線θｓに対する突出部２４の側部２６の見かけの接触角と、突出部の接触線密度（Λ）と、液体の見かけの接触面積（Α）とに左右される。
2006525117.tif 000012
【００２７】
所定の固体材料に対する液体の真の前進接触角（θａ，０）は、実験測定による、本質的に突出部を持たない材料の表面に対する液体の最大静止接触角として定義される。真の前進接触角は、当業者に周知の技術によって容易に測定可能である。
【００２８】
突出部を備える表面の上の懸架滴は、突出部の側部において真の前進接触角値（θａ，０）を示す。突出部の側部における垂線に対する接触角（θｓ）は、以下のように、φまたはωにより真の前進接触角（θａ，０）と関係を持つ。
2006525117.tif 000013
【００２９】
Ｆとｆを等しくして接触線密度Λを求めることにより、表面における超撥水性を予想するための臨界接触線密度パラメータΛＬが決定され、
2006525117.tif 000014
ここで、ｇは液体の密度（ρ）であり、（ｇ）は重力による加速度であり、（ｈ）は液体の深さであり、液体の表面張力（γ）であり、ωは基材に対する突出部の側部の立上り角（度）であり、（θａ，０）は、実験測定による突出部材料に対する液体の真の前進接触角（度）である。
【００３０】
Λ＞ΛＬの場合、液体は突出部２４の頂上に懸架されて超撥水性表面が形成される。そうでなくΛ＜ΛＬの場合には、液体は突出部から落下して、表面の接触界面は超撥水性を持たない単なる液体／固体となる。
【００３１】
上に挙げた等式の分子に適切な値を代入することにより、いかなる所望の圧力でも超撥水性を保持する表面をつくるような、臨界接触線密度の値が決定されることは理解できるであろう。等式は以下のようにまとめられ、
2006525117.tif 000015
ここで、Ｐは、表面が超撥水性を示すに違いないキログラム／平方メートルでの再考圧力であり、γはニュートン／メートルでの液体の表面張力であり、θａ，０は、実験測定による突出部材料に対する液体の真の前進接触角（度）であり、ωは突出部立上り角（度）である。
【００３２】
上記の関係にしたがって形成された表面２０が、上の等式（９）で使用されたＰの値までの液圧値において超撥水性を示すことは概ね予想されるであろう。表面が浸漬されても、液体のジェットまたはスプレーを受けても、個々の液滴に衝突されても、超撥水性が示される。
【００３３】
上記の関係によれば、約１０，３３０ｋｇ／ｍ２に等しい１気圧の液圧において表面２０は超撥水性を示し、この場合に表面２０の接触線密度Λは、以下で決定される臨界接触線密度ΛＬと等しいかそれを超える。
2006525117.tif 000016
ここで、γはニュートン／メートルでの液体の表面張力であり、θａ，０は実験測定による突出部材料に対する液体の真の前進接触角（度）であり、ωは突出部立上り角（度）である。
【００３４】
臨界接触線密度の値が決定されると、接触線密度に関する等式で与えられるｘとｙの関係にしたがって、突出部の幾何学形状の残りの詳細が決定される。言い換えると、接触線等式でｘとｙのいずれかの値を選択して他の変数を求めることにより、表面の幾何学形状が決定されるのである。
【００３５】
図６に描かれているように、液体界面は、隣接する突出部の間で量Ｄ１だけ下方へ撓む。量Ｄ１が突出部２４の高さ（ｚ）よりも大きい場合には、突出部２４の間の点で液体は基材２２と接触する。これが起こると、液体は空間３４へ引き寄せられて突出部から落下し、表面の超撥水性が損なわれる。Ｄ１の値は臨界突出部高さ（Ｚｃ）を表し、下式にしたがって決定することができる。
2006525117.tif 000017
ここで、（ｄ）は隣り合う突出部の間の距離であり、ωは突出部立上り角であり、θａ，０は、実験測定による突出部材料に対する液体の真の前進接触角である。突出部２４の高さ（ｚ）は、臨界突出部高さ（Ｚｃ）に少なくとも等しくなければならず、これより大きいことが望ましい。
【００３６】
図１〜３では、突出部立上り角ωは９０度であるが、他の突出部幾何学形状も可能である。例えば、ωは図９に描かれているように鋭角でも、図１０に描かれているように鈍角でもよい。一般に、ωは８０度と１３０度の間であることが望ましい。
【００３７】
本発明の範囲内で多様な突出部形状および構成が可能であることも理解できるだろう。例えば、突出部は多面体、図１１〜１２に描かれた円筒形、類円柱、その他の適当な三次元形状でよい。そのうえ、突出部の接触線密度を最大にするために様々な戦略を利用できる。図１４と１５に描かれているように、突出部２４に基部３８と頭部４０が形成されてもよい。上縁３０における頭部４０の周が長くなると、表面の接触線密度が高くなる。また、上縁３０での周を長くして接触線密度を高めるため、図１６に描かれているようにくぼみ４２などの形状が突出部２４に形成されてもよい。突出部は、基材に形成された凹部でもよい。
【００３８】
上に挙げた関係の利用と超撥水性表面の最適化に関するさらなる情報と論考は、本出願の付録１〜９に挙げられている。付録１〜９は、本明細書の一部であるとみなされるべきものである。
【００３９】
突出部は、上述したような多角形のアレイ、図４〜５に描かれた六角形のアレイなどの多角形のアレイ、または円形や卵形の配置で配されてもよい。臨界接触線密度が維持される限り突出部はランダムに分散されてもよいが、このようなランダム構成は超撥水性の予想可能性が低いため、あまり望ましくない。このような突出部のランダム構成では、臨界接触線密度と他の関連パラメータは、その表面の平均値として説明できる。図１３の表には、他の様々な突出部形状と構成について接触線密度を計算するための式が挙げられている。
【００４０】
概して、基材材料は、マイクロまたはナノ規模の突出部が適当に形成された材料でよい。突出部は、フォトリソグラフィまたは任意の様々な適当な方法により、基材材料自体に直接、または、基材材料に配される１層以上の他の材料に形成される。マイクロ・ナノ規模の突出部を形成するのに適したフォトリソグラフィ法は、ここに参照によって全面的に導入する国際特許公開公報公開ＷＯ  ０２／０８４３４０に開示されている。
【００４１】
所望の形状と間隔の突出部を形成するのに適した他の方法は、米国特許公開第２００２／００３３４８７９号に開示されたナノ機械加工と、米国特許第５，７２５，７８８号に開示されたマイクロ打抜き加工と、米国特許第５，９００，１６０号に開示されたマイクロ接触印刷法と、米国特許第５，６０９，９０７号に開示された自己組織化金属コロイド単分子層と、米国特許第６，４４４，２５４号に開示されたマイクロ打抜き加工と、米国特許第５，２５２，８３５号に開示された原子間力顕微鏡ナノ機械加工と、米国特許第６，４０３，３８８号に開示されたナノ機械加工と、米国特許第６，５３０，５５４号に開示されたゾル・ゲル成形と、米国特許第６，５１８，１６８号に開示された自己組織化単分子層方向性パターンニングと、米国特許第６，５４１，３８９号に開示された化学エッチングと、米国特許公開第２００３／００４７８２２号に開示されたゾル・ゲル打抜き加工とを含み、これらすべてが全面的にここに参照によって導入されている。所望の突出部形状を形成するのに、カーボンナノチューブ構造も使用可能である。カーボンナノチューブ構造の例は、米国特許公開第２００２／００９８１３５号と第２００２／０１３６６８３号に開示されており、これらも全面的にここに参照によって導入されている。また、コロイドインクによる周知の印刷法を用いて適当な突出部構造が形成される。言うまでもなく、マイクロ・ナノ規模の突出部が正確に形成される他の方法も使用されることは理解できるであろう。
【００４２】
本発明の超撥水性表面は無数の用途で有益であると予想される。例えば、配管、管材料、継手、バルブ、他の装置などの流体流通システムの浸潤部分に超撥水性表面を形成すれば、流体摩擦と乱流の著しい低下が達成されることが予想される。同様に、超撥水性の浸潤表面によって得られる粘性と表面力の低下により、マイクロ流体装置における流れインピーダンスも低下する。乾燥時間を短かくして、乾燥後に表面に残留する化学的な持越し残留物を少なくすることにより、重要なクリーニングプロセスの有効性が向上する。また、表面の排水性が大きく向上したことなどのため、本発明による超撥水性表面は表面上のバイオフィルム組織体の成長に抗することが予想される。さらに、表面の液体・固体・気体界面により、液体に対する通気の有効性を改良するため本発明の超撥水性表面が通気膜に形成されることが予想される。
【００４３】
例：
１０気圧までの水圧で超撥水性を示す表面が望ましい。望ましい表面幾何学形状は、ほぼ方形の断面と９０度の突出部立上り角とを有する細長い多面体による多角形のアレイである。突出部は、フォトリソグラフィを用いてシリコン基材に形成され、突出部が形成された後で、シリコン基材はオルガノシランで処理される。実験測定による、突出部を備えないオルガノシラン処理基材に対する水の真の前進接触角は、およそ１１０度である。純水の表面張力はおよそ０．０７３ニュートン／ｍ２である。このような表面の臨界接触線密度は以下のように決定される。
2006525117.tif 000018
【００４４】
２０ｎｍの突出部幅を選択すると、必要な突出部間隔を求めるため方形多面体の多角形アレイについての接触線等式が使用される。
2006525117.tif 000019
【００４５】
臨界突出部高さ（Ｚｃ）は以下のように決定される。
2006525117.tif 000020
【００４６】
ゆえに、ある構造では、表面はほぼ方形の断面を有する突出した細長い多面体の矩形のアレイを含み、多面体は幅が２０ｎｍであって、間隔は約１３９ｎｍ以下である。多面体の高さは１６３ｎｍを超えるべきである。
【００４７】
言うまでもなく、選択された突出部幅が５０ｎｍであれば、異なる表面幾何学形状が得られる。
2006525117.tif 000021
及び
2006525117.tif 000022
【００４８】
この構造では、表面は、ほぼ正方形の断面を有する突出した細長い多面体の矩形のアレイを含み、多面体の幅は５０ｎｍであり、間隔は約２２０ｎｍ以下である。多面体の高さは２３４ｎｍを超えるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】多数のナノ／マイクロ規模突出部が矩形のアレイで配列された本発明による超撥水性表面を示す拡大斜視図である。
【図２】図１の表面の一部分を示す上面図である。
【図３】図２に描かれた表面部分を示す側面図である。
【図４】突出部が六角形のアレイで配列された、本発明による代替実施例を示す部分上面図である。
【図５】図４の代替実施例を示す側面図である。
【図６】突出部間に懸架された液体の撓みを示す側面図である。
【図７】突出部の上に懸架されたある量の液体を示す側面図である。
【図８】突出部の間の空間の底面と接触する液体を示す側面図である。
【図９】突出部立上り角が鋭角である、本発明による代替実施例の単一突出部を示す側面図である。
【図１０】突出部立上り角が鈍角である、本発明による代替実施例の単一突出部を示す側面図である。
【図１１】突出部が円筒形であり矩形のアレイで配列された、本発明による代替実施例を示す部分上面図である。
【図１２】図１１の代替実施例を示す側面図である。
【図１３】様々な突出部形状と配置に対する接触線密度の式を挙げた表である。
【図１４】本発明による代替実施例を示す側面図である。
【図１５】図１４の代替実施例を示す上面図である。
【図１６】本発明による代替実施例の単一突出部を示す上面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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