水が固体表面上でどのように広がるか、すなわち「ぬれ」は、表面科学、材料科学、熱流体工学、生体界面など、多くの分野で中心的な問題です。通常、液滴の接触角は、固体―液体、固体―気体、液体―気体の三つの界面張力のつり合いで記述されます。しかし、液滴がナノメートルスケールになると、三相が交わる接触線そのものの自由エネルギー、すなわち線張力の寄与が無視できなくなります。　線張力は、水滴の接触角のサイズ依存性や完全ぬれ近傍での異常な挙動を説明する上で重要と考えられてきましたが、その値や符号は研究ごとに大きく異なり、なぜ正になったり負になったりするのかについても統一的理解はありませんでした。従来...

氷の形成（氷核形成）は、大気科学、生物物理学、材料科学において極めて重要な現象であり、例えば雲の生成、飛行機の着氷、凍結保存、さらにはタンパク質結晶化に至るまで広範な現象に関係しています。とりわけ、自然界の氷核形成の多くは、表面が存在する環境で生じる「不均一核形成（heterogeneous nucleation）」であり、その微視的なメカニズムの解明は、氷の生成制御にとって鍵を握っています。　従来の理論的枠組みである古典的核形成理論（以下、CNT：Classical Nucleation Theory）（注6）は、界面自由エネルギーや濡れ角（接触角）といったマクロな熱力学量を用い...