約500年前、システィーナ礼拝堂の天井に「天地創造」を描いていたミケランジェロは、作業の間じゅう顔の上に滴り落ちる塗料と格闘しなければならなかった。このように重力によって液体が下へ流れ落ちる現象は、長らく避けがたい自然法則とみなされてきた。ところが韓国の研究チームが、この問題の根本原因である「重力不安定性」を制御できる方法を提示した。
キム・ヒョンスKAIST機械工学科教授の研究チームは、少量の揮発性液体を混合して重力に起因する液体の不安定性を抑制する技術を開発したと12日に明らかにした。研究成果は国際学術誌「アドバンスト・サイエンス（Advanced Science）」オンライン版に1月に掲載され、表紙論文に選定された。
研究チームは、逆さに保持された液体に少量の揮発性成分を混ぜる手法を提案した。揮発性液体が蒸発すると液体表面で濃度差が生じ、これにより表面張力の分布も変化する。表面張力は液体表面が自らを内側へ引き寄せる力であり、水滴が丸い形状を保つ理由でもある。
研究チームは、表面張力が大きい側が小さい側を引き寄せることで液体表面に沿って流れが生じ、この流れが下へ落ちようとする液体を保持する役割を果たすことを実験と理論の両面から解明した。言い換えれば、液体自体に生じた表面の流れが重力による不安定性を抑制するということだ。
今回の研究は産業現場でも活用可能性が高い。精密コーティングや印刷、積層工程で、より薄く均一な液膜を実現でき、傾斜した表面でも安定的な塗布が可能になると期待される。とりわけ液体を精緻に扱う先端製造工程の品質向上に資する見通しだ。
キム・ヒョンス教授は「今回の研究は、別途の外部エネルギーなしでも重力不安定性を能動的に制御できる可能性を示した点で意義が大きい」と述べ、「コーティング・印刷・積層技術はもちろん、宇宙環境での流体制御分野へも拡張できるだろう」と語った。
参考資料
Advanced Science(2026), DOI: https://doi.org/10.1002/advs.202520343