微小重力環境利用による液体中異相粒子の界面張力勾配駆動型運動の解明

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450286
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: 向井 楠宏 九州工業大学, 工学部, 教授 (60023173)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 和才 京子 九州工業大学, 工学部, 助手 (90128124) ; 高須 登実男 九州工業大学, 工学部, 講師 (20264129) ; 篠崎 信也 九州工業大学, 工学部, 助教授 (00136524)
• Keywords: 微小重力 / 界面張力勾配 / 微細粒子 / 運動 / 水溶液 / 有機溶媒 / 温度勾配 / 濃度勾配

Research Abstract

報告者らはまず水モデル系を用いて1gのもとで,垂直温度勾配が存在する蒸留水中での固体PS粒子の界面張力勾配駆動型運動を観察した。次いで、落下実験の環境に対応し得る実験装置を製作し、岐阜県土岐市の無重量落下施設を利用して,微小重力(10^<-5>g,4.5秒)環境下,1gのもとで生じる研究妨害因子を取り除いた状態で,界面張力勾配のもとでの微細粒子の運動を調べた。落下実験の結果により新しい装置を落下させるタイミング,落下中セル内の粒子の挙動の観察及び制動時の衝撃(約10G)に対する装置の耐久性など有益なデータが入手できた。さらに,地上(1g)で温度勾配なしの蒸留水中で重力によりゆっくり沈んでいるPS粒子は落下直後,粒子のサイズと関係なくすべての粒子が止まることが分かった。このことにより,微小重力環境下重力の慣性による力が粒子の動きに与える影響が殆どないことを確認した。今後,微小重力環境下で微細粒子の挙動に及ぼす界面張力勾配の影響をより詳しく調べるため,地上の観察実験を各種条件のもとで系統的に行い,1gのもとでの研究の問題点,限界を明らかにする。この結果を踏まえ,微小重力環境下固体PS粒子の界面張力勾配駆動型運動を詳細に調べていく予定である。さらに,地上において,新しい微細液体粒子-液体系の界面張力の温度依存性を精密に測定し,微小重力環境下での微細液体粒子の界面張力勾配駆動型運動を調べ,得られた結果を解析し,定量的に記述することを試みる。

Research Products

• [Publications] Z.Wang,K.Mukai and I.J.Lee: "Behavior of Fine Bubbles in Front of the Solidifying Interface"ISIJ Intematinal. Vol.39・No.6. 553-562 (1999)
• [Publications] Z.Wang and K.Mukai: "Behavior of Bubbles in Front of a Solidifying Interface"Materials Science Forum. Vols.329-330. 139-144 (2000)