ロータス効果

新語時事用語辞典

ロータス効果

読み方：ロータスこうか
別名：ハス効果、蓮効果
英語：lotus effect

ハスの葉に見られる、超微細な凹凸による優れた撥水効果（超撥水）。水分は表面張力により水滴の形を維持したまま転がり落ちる。

ロータス効果を再現して超撥水効果を得るコーティング技術は、一部実用化されている。ロータス効果は自然界における生体の構造を研究して応用する「生体模倣技術」（バイオミミクリー）の先駆けとして知られている。

（2014年4月7日更新）

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ロータス効果

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/07/02 05:01 UTC 版)

ハスの葉の表面を流れ落ちる水滴

コンピューターグラフィックスで描いたハスの葉の表面構造

サトイモの葉のロータス効果をもたらす水玉（上）と葉表面の無数の突起微細構造の拡大写真（0-1間は1ミリメートル長)（下）

ロータス効果（ロータスこうか、英: Lotus effect）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。

蓮（ハス、英: lotus）は泥の多い池や沼を好むが、その葉や花はきれいな状態を保つ。ヒンドゥー教では蓮華は純粋さや善性の象徴とされ、中国や日本では「蓮は泥より出でて泥に染まらず」と言い習わして、やはり蓮を愛してきた。 ハスの葉を研究したドイツの植物学者、ヴィルヘルム・バルトロット（Wilhelm Barthlott）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」と「ロータスエフェクト」は登録商標である。

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）の葉など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。

身近な例としては、森永乳業のヨーグルト製品に採用されているアルミニウム製の蓋がある。従来の蓋では裏側にヨーグルトが付着しやすかったが、ハスの葉にヒントを得て東洋アルミニウムと共同で開発したトーヤルロータス(TOYAL LOTUS)という撥水性包装材を用いることでヨーグルトが付着しないようになっている。

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 (en:Cassie's law) 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。

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:10.1007/s004250050096
• Is the lotus leaf superhydrophobic?, Cheng, Y. T.; Rodak, D. E.; Appl. Phys. Lett. 2005, 86, 144101. doi: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:10.1209/epl/i2006-10069-9
• S.C.S. Lai (2003年8月). “Mimicking nature: Physical basis and artificial synthesis of the Lotus-effect (PDF)”. 2007年9月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。2006年10月27日閲覧。
• ピーター・フォーブズ、吉田三知世訳 『ヤモリの指 : 生きもののスゴい能力から生まれたテクノロジー』 早川書房、2007年。ISBN 4-15208-807-9。 

関連項目

• 生体工学
• 表面張力
• 疎水性
• バイオメカニクス

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 - ウェイバックマシン（2013年11月6日アーカイブ分） - 産業技術総合研究所/産総研 TODAY Vol.6 (2006) No.1 より
• LotuseffectAnimation.ogg - ロータス効果のアニメーション（コモンズの画像）
• The lotus effect - ウェイバックマシン（2010年6月16日アーカイブ分） - International Space University のページ

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ロータス効果

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「濡れ」の記事における「ロータス効果」の解説

詳細は「ロータス効果」を参照 前項目で触れた通り、ぬれやすさは表面の形状によっても変わる。実際に自然界に存在している例がハスやサトイモの葉である。ハスの葉の表面についた水は丸まって水滴となり、汚れを絡め取りながら転がり落ちる。この自浄効果をロータス効果という。植物の葉は一般的に保護膜となるワックス成分を持っているが、ハスの葉はさらに表面が微細な凹凸構造になっている。もともとワックス成分でぬれにくい面が凹凸構造であることによってますますぬれにくくなり、超撥水表面となっている。ロータス効果は、撥水コーティングの技術に応用されている。