表面処理：毛管力の簡易モデル
出典: finemems
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走査型力顕微鏡(Scanning Force Microscopy, SFM)によって計測された毛管力についてモデリングを行った．固体表面上で低湿領域である相対湿度20%から40%の間において，最近報告された毛管力の不連続な挙動と同様の結果を示している．この毛管力の不連続は，固体と液体の界面におけるバルク水の相転移あるいは再構築遷移の可能性を考える上で非常に興味深い．SFM測定によって，付着力測定によって得られる力の原因を決定づける際の特有の弱さを示した．またこの論文では，化学修飾したプローブによるサンプル表面のプロービングを行い、相対湿度の関数として付着力の相互作用について議論している．サンプル表面の付着力測定より，相対湿度があるしきい値に到達しなければ水メニスカスは形成されず，そのことが力の不連続の原因であることを示している．これらのことから，毛管力はサンプル表面の粗さに大きく影響されるため，粗い表面でのナノコンタクトを考慮した毛管力の修正式を提案する．
製法
測定手法（装置、試験片）と結果
通常，バルク水による毛管力は図1に示すような球-平面を仮定して次の式で表される．
F = 4πRγcosθ
ここで，Rは球の半径，dはPQの長さ，Dは球-平面間の距離，φは∠MOP，γは液体の表面張力，θはメニスカスの接触角である．しかしながら，この式はRがdに対して十分大きいときにしか適用できない．Rがdと同程度であるナノコンタクトを想定したより精密な式は次のようになる．
この式を適用することで，MEMSサイズの微小コンタクトにおける毛管力の値を算出することができる．
文献情報，参考文献
M. He, A. S. Blum, D. E. Aston, C. Buenviaje, and R. M. Overney, "Critical phenomena of water bridges in nanoasperity contacts", J. Chem. Phys., Vol.114(3), pp.1355-1360, 2001
