Elucidation of Sonochemical Reaction Field by Simultaneous Observation of Bubble Dynamics and Sonoluminescence

• Project/Area Number: 24K07318
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 19010:Fluid engineering-related
• Research Institution: Utsunomiya University
• Principal Investigator: 畑中 信一 宇都宮大学, データサイエンス経営学部, 教授 (40334578)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小塚 晃透 愛知工業大学, 工学部, 教授 (60357001)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2024: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: 超音波 / ソノルミネッセンス / ソノケミストリー / キャビテーション / 気泡ダイナミクス

Outline of Research at the Start

液体中に超音波を照射することで生じるキャビテーション気泡は、圧壊時に数千度・数百気圧に達し、ソノルミネッセンスと呼ばれる発光を示す。ソノケミストリーは、この気泡内の高温・高圧に起因する。しかし、そのメカニズムは必ずしも明らかではなく、異なる装置間・研究室間での再現性が悪く、実用化に至っていない。そこで、ソノルミネッセンスを気泡内の高温・高圧のプローブとしてモニターしながら、気泡の合体・分裂を含めた気泡ダイナミクスを観察する。そして、局所的な気泡の温度・圧力の違いを気泡ダイナミクスの観点から解明する。さらに、種々の実験パラメータが気泡内の温度・圧力に与える影響を調べ、実験条件の最適化を目指す。