エバネッセント光を利用した複雑流体の固体界面近傍の流れ場と構造の解析

• Project/Area Number: 16656064
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Fluid engineering
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 保田 和則 (2005) 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80239756); 森 教安 (2004) 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30124069)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 保田 和則 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80239756)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2005: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2004: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: エバネッセント光 / 複雑流体 / 固体界面 / 可視化 / 流体の内部構造 / 光学測定

Research Abstract

本研究の目的は,固体壁面から約100nmの範囲内において,流動による複雑流体の内部構造の変化を観察するためのトレーサーの可視化をまず行うことである。この目的を達成するために,エバネッセント光を用いてガラス壁面における可視化装置を完成させた。一般に,このような装置は市販品としても販売されているが,非常に高価であることがエバネッセント光を用いた研究を進めるうえで障害となっている。本研究では,倒立型顕微鏡に安価な自作の光学系を組み合わせることにより,ガラス壁面近傍のトレーサー粒子の可視化を行った。使用したトレーサー粒子は直径が約200nmの蛍光ポリスチレン粒子である。光源にはYAG2倍波のレーザーを用い,この光源によってトレーサー粒子中の励起された蛍光を観察できるシステムとした。一般にエバネッセント光によって照明される範囲は,固体界面から100nm程度である。直径が約200nmの粒子は水中で激しくブラウン運動をするので,このトレーサー粒子がエバネッセント光によって照明された領域に出入りすることによって,蛍光を発するトレーサー粒子が見えたり消えたりする現象を観察することができた。