| Project/Area Number |
20J11840
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 13040:Biophysics, chemical physics and soft matter physics-related
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
柳沢 直也 東京都立大学, 大学院理学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 泡沫 / 気泡 / 構造緩和 / ジャミング / ガラス / 泡 / ジャミング転移 |
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| Outline of Research at the Start |
泡沫(フォーム)とは液体中に気泡(バブル)が詰まった状態であり、気体と液体とは異なる特異な性質をもっている。そのため、消火剤、食品や飲料水、洗剤，化粧品，薬品など日常生活の多くの場面で使用されている。しかしながら、これまで工業的側面が重視されてきたため、泡沫が関わる現象には未解明なことが多く存在し、物理的理解はあまり進んでいない。
そこで本研究では特に泡沫の動的特性について明らかにする。具体的には泡沫に液体や気体を注入するといった外的因子を与えたときの応答を実験的に調べる研究である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
泡沫とは液体中に気泡が内包された状態のもので、洗剤や化粧品など、幅広い分野で応用されている。しかしながら、泡沫の動的な特性についてはあまり理解されていないのが現状である。泡沫は液体分率（泡沫に含まれる液体量）が低い順に、ドライ、ウェット、バブリーの３つの状態に分類され、ウェットとバブリーの境目は気泡同士の接触がちょうどなくなるジャミング転移に対応している。前年度の研究では、ジャミング転移近くのウェット泡沫の緩和特性について、実験・数値的に明らかにした。
また、弾性的なドライと粘性的なウェットの境目は気泡の再配置の仕方に関係した転移であることが知られているが、詳細なダイナミクスについては明らかになっていない。
そこで本年度は、泡沫のドライ-ウェット転移近傍における緩和のダイナミクスについて実験的に調べた。当初の研究計画では、泡沫に空気を注入・吸引したときの応答と緩和の様子を観察する予定だったが、実験手法に困難な部分が生じたため、前年度と同様の手法を用いて、泡沫に液体注入という摂動を与えたときの様子を観察することで、緩和のダイナミクスついて実験的調べた。その結果、ドライ-ウェット転移近傍では、気泡の逐次的再配置といった特徴的な緩和挙動がみられることがわかり、これらのダイナミクスについて画像解析を用いて定量的に明らかにした。これらの研究結果については、学会等で複数回発表を行った。また、これらの研究結果をまとめた論文を現在執筆している。
本年度に博士論文の執筆も行い、博士の学位を取得した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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