【新説登場】水はタイヤを滑らせるのに、なぜ指を滑りにくくするのか？ (2/2)

表面を覆う水が接着力を増す現象が確認される

水が挟まっていると、物体の接着力はどのように変化するのか？

謎を解明すべく研究者たちは、ゴムのような柔軟な物質（PDMS：ポリジメチルシロキサン）と粗い表面を持つダイヤモンドを用意し、間に水を入れた時の接着力を測定しました。

既存の見解では「水が多いと接着が妨げられる」というものです。

たとえば、もし接着面の50%が水で覆われている場合、水は物体の接着力を大幅に損なうと予測されました。

しかし実験結果は意外なものになりました。

接着面の50%が水で覆われている場合、物体の接近時に発生する接着力は確かに低下しました。

水が存在することでダイヤモンドとゴムが接着状態になるのに余計な力がかかってしまったからです。

しかし接着後に引きはがすのに必要な力を測定したところ、予想よりも4倍強い力が必要であることが判明しました。

研究者たちは、粗いダイヤモンド表面とゴムのような柔軟な物質が水を介して接触すると、両方の間にナノメートルサイズの超小型の水の閉じ込めが起こることが原因であると述べています。

この現象を理解するには、プラスチック製の注射器の中に水を入れて押したり引っ張ったりする場合を考えるといいでしょう。

注射器の中に空気が入っていると容易に押したり引っ張ったりができます。

しかし水が入っている場合、どんなに力を込めて押したり引いたりしても微動だにしません。

今回の実験でもダイヤモンドと柔軟な物質が接触したことで水で満たされた大量のナノポケットが出現し、それが水で満たされた注射器のように、引きはがす力に強力に抵抗したと考えられます。

このような引きはがしへの強い抵抗力増加は、乾燥した状態では起こりません。

研究者たちは濡れた壁を駆け上るヤモリや海中のムール貝たちも同じような仕組みで接着を維持している可能性があると述べています。

また今回の研究によって、乾燥した状態で考えられる摩擦や接着力の理論では、水がある状態を上手く予測できないことが示されました。

そのため「水はタイヤを滑らせるのに、なぜ指に水を付けると滑りにくくなるのか？」という疑問も水の層の厚さ以外に、（より正確には）水を含んだナノポケットの存在も関与していると言えるでしょう。

研究者たちは今回の研究成果を応用することで、水中でも機能する多様な接着剤を開発する助けになると述べています。

もしかしたら未来の絆創膏は、お風呂に入っている状態でも、水のナノポケットを利用して皮膚にしっかり張り付くようになっているかもしれません。