化学：帯電した雨粒が腐食を促進する
Nature
自然に発生する帯電した雨粒が、保護コーティングが施された表面を劣化させ得ることを報告する論文が、Nature にオープンアクセスで掲載される。これまで見過ごされてきたこの腐食メカニズムは、自動車、船舶、建物、および文化遺産などの金属製の物体や構造物を保全するための新たな方法の必要性を示している。
腐食は、屋外の金属製品や構造物にとって経済面と安全面の課題である。雨による腐食は、これまでおもに、水滴による物理的な摩耗作用や、汚染物質による酸性化が原因であると考えられてきた。これまでの研究では、水滴が植物の葉や窓ガラスなどの身近な表面を滑った後に帯電し得ることが示されていたが、その電荷が金属表面の腐食に果たす役割は十分に検討されてこなかった。
Rüdiger Berger、Hans-Jürgen Buttら（マックス・プランク高分子研究所〔ドイツ〕）は、帯電していない水滴がどのように帯電し、さまざまな材料を腐食させるかを分析した。著者らは、植物の葉、PVC（polyvinyl chloride；ポリ塩化ビニル）発泡ボード、ポリスチレン製ガラス（polystyrene glass）、およびPFOTS（perfluorooctadecyltrichlorosilane；パーフルオロオクタデシルトリクロロシラン）と呼ばれる一般的な撥水コーティングからなる4種類の表面に水滴を落とした。その後、水滴はテフロンコーティングされた銅の上へ滑り落ちた。著者らは、水滴が微小な電荷（0.2～2ナノクーロン）を獲得することを発見した。各表面からテフロンコーティングされた銅板に3000滴が落下した後の観察では、コーティングが劣化し、その下の金属が腐食していることがわかった。水滴が帯電していない場合、表面損傷は観察されなかった。
このような条件下で腐食を抑制し、船舶、自動車、および建物を保護する材料を改良する方法を検討するには、さらなる研究が必要である。
- Article
- Open access
- Published: 26 August 2026
Ni, Z., Li, X., Ratschow, A.D. et al. Spontaneously charged water drops induce corrosion. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10941-6
Electrically charged raindrops, a naturally occurring phenomenon, can break down surfaces that have been treated with protective coatings, according to research published in Nature. This previously overlooked corrosion mechanism highlights a need for a new method of preserving metal objects like cars, ships, buildings, and cultural heritage sites.
Corrosion is an economic and safety issue for outdoor metal products and structures. Corrosion from rain was thought to be predominantly caused by the drops being physically abrasive or acidic from pollutants. While previous research has demonstrated that water drops can become electrically charged after sliding over common surfaces like plant leaves and window glass, the role of that charge in corroding metal surfaces was overlooked.
Rüdiger Berger, Hans-Jürgen Butt and colleagues analysed how electrically neutral water drops can become charged and corrode different materials. They dropped water onto four common surfaces — a plant leaf, PVC (polyvinyl chloride) foam board, polystyrene glass, and a commonly used water-repelling coating called PFOTS (perfluorooctadecyltrichlorosilane). The drops then slid onto Teflon-coated copper. The authors found that drops acquired a tiny electrical charge (between 0.2 and 2 nanocoulombs). Observations made after 3,000 drops fell from the surfaces to the Teflon-coated copper found that the coating broke down, leading to corrosion of the underlying metal. When the drops had no charge, no surface damage was observed.
Further research is needed to investigate how to suppress corrosion under these conditions and improve materials designed to protect ships, cars, and buildings.
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- Published: 26 August 2026
Ni, Z., Li, X., Ratschow, A.D. et al. Spontaneously charged water drops induce corrosion. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10941-6
doi: 10.1038/s41586-026-10941-6
「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。
