液体3相平衡系でのline tensionの測定と熱力学的解析

• Project/Area Number: 05640663
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 機能・物性・材料
• Research Institution: Chikushi Jogakuen Junior College
• Principal Investigator: 速水 良晃 筑紫女学園短期大学, 家政科, 教授 (80149822)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 1993: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: line tension / 3相接触線 / ノイマンの三角形 / 接触角 / 界面張力

Research Abstract

1.自由界面での液滴レンズの接触角測定は、界面のメニスカスのために、必ず液滴レンズと界面の接触位置の上又は下が隠されるので、一度に見えるのは3つの接触角の内1つだけである。この界面のメニスカスによる影響を小さくするために、非常に薄い(肉厚1.0mm)石英セルを設計、製作し、その中に液滴レンズを固定することを試みた。
2.測定光学系としては、高解像度のビデオカメラを現有の0.1mumまで読み取れる顕微鏡付きマイクロメータステージに取付け、設備備品として購入したコマツ社製のFAPEXjr.に画像データを送って、液滴レンズの長さや接触角を測定した。
3.界面形成物質、液滴、ガラスの3者間の濡れ方の差異により、液滴レンズの接触位置が平衡でない場合があり、その場合液滴レンズは時間と共に平衡接触位置へ移動する。そのような場合の測定に、追従機能を備えた画像計測機FAPEXjr.は非常に有効であるが、実験系によっては殆ど平衡位置への移動が起こらないものもある事が分かった。
4.液滴成分として界面活性剤を用いる前に、予備実験として1-オクタノールを用いて空気/水界面での液滴レンズの2相接触角を測定した。互いに飽和に達した水と1-オクタノールを用いて、10mm程度の大きさの1-オクタノールの液滴レンズを、セル内にマイクロシリンジを用いて作製した。殆ど全ての液滴レンズ作製において、レンズの左右の対称性が無いので、ガラス面との接触は平衡ではないが左右の接触位置における、3相接触角にはそれほど影響がないようである。
5.本年度は測定光学系の調整を重点的に行ったが、今後はこれらの測定機器を活用し、更に界面のメニスカスの影響のない測定セルを設計することにより、当初の計画通り研究を進めていく事が出来ると考える。