ナノバブルおよびマイクロバブル水溶液の物理化学的性質

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655325
• Research Institution: Ariake National College of Technology
• Principal Investigator: 氷室 昭三 有明工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (90165134)
• Keywords: ナノバブル / マイクロバブル / 密度 / 粘度 / 表面張力 / クラスター / pH / 水素結合

Research Abstract

直径が30μmから50μmのマイクロバブル発生装置および直径100nmから1000nm程度のナノバブル発生装置を開発した。
直径10μmから30μmの大きさのマイクロバブルでバブリングした水道水のpH,表面張力,粘度,密度などを測定し,水道水と比較検討した.水道水の密度は,マイクロバブルで処理した時間とともに減少した。これはおそらく空気が水に溶けたためと考えられる。この密度の減少から考えられるのは,水分子のクラスターが小さくなったことである。小さいクラスターは大きいクラスターに比べ相互作用している水分子の数が少ないので,より少ないエネルギーで表面積を広げることができる。このことを明らかにするため水の粘度を測定した。バブリング時間が長ければ長いほど水の相対粘度が減少しているのがわかる。これは明らかにバブリングで水の水素結合が切断され,水のクラスターが小さくなったことを示すものである。さらに,水の表面張力を測定し,マイクロバブルのバブリング時間とともに表面張力が減少することを見いだした。
蒸留水のpHはバブリングにより減少するが,水道水のpHはバブリングすることにより徐々に上昇した。これは水道水中に含まれていたCO2が抜けてpHが上昇したものと思われる。今回,バブリング時間を8時間まで行ったところ,27dm3の水道水では5時間程度まではバブリングすることでpHが上昇したが,その後は一定の値を示した。また,4℃と42℃でバブリングした水道水のpHを測定したところ,バブリング時間とともに大きな変化は見られなかった。

Research Products

• [Publications] Masayoshi Takahashi, Taro Kawamura, Yoshitake Yamamoto, Hirofumi Ohnari, Shozo Himuro, Hideaki Shakutui: "Effect of Shrinking Microbabuble on Gas Hydrate Formation"The Journal of Physical Chemistry B. 107巻10号. 2171-2173 (2003)
• [Publications] 大成博文, 高橋正好, 氷室昭三, 赤対秀明: "混相流におけるマイクロバブル技術の役割"混相流. 16巻2号. 130-137 (2003)