2015 Fiscal Year Research-status Report
アルカリ溶解性会合高分子溶液中の気泡に発現する特異なミクロ構造の解明
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15K13872
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
太田 光浩 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (00281866)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩田 修一 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00293738)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 気泡上昇運動 / 気泡形状 / マイクロ構造 / 弾性特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルカリ溶解性会合高分子(HASE)溶液を用いて，HASE溶液における気泡上昇運動時に発現するマイクロ構造について調べた．まず，NaOHによりpH = 7に調整したPrimal TT-935水溶液を対象として従来から使用して観察装置を用いて実験を開始したが，装置が大きいため高速度ビデオから気泡までの距離が遠くなり，マイクロ構造の撮影が不鮮明となることが多かった．そこで15cm×15cmの正方断面を持つコンパクトな実験装置を新たに作成した．また，粘度計を購入し，非ニュートン粘度を実験時に実測できることになった．
まず，高粘性に調整を行ったPrimal TT-935水溶液中で実験を行った結果，これまでに観察できなかったマイクロ構造を伴う現象を鮮明に捉えることに成功した．観察された現象は，非常にユニークな構造であり，気泡の大きさに応じて出現する形態が変化した．本現象は，気泡にPrimal TT-935を構成する高分子が直接界面に作用した結果であると考えられるが，流体力学の範疇においては非常に特異な現象であると言える．
同じHASE溶液の一種であるPrimal TT-615水溶液でも実験を行った．高粘性に溶液を調整したPrimal TT-615水溶液は，Primal TT-935水溶液とは全く異なるレオロジー特性を持ち，気泡運動の特徴についても全く異なることが分かった．Primal TT-615水溶液では，見掛け上のレオロジー特性の実測結果からは弾性特性がないと判断されるにも関わらず，気泡運動には弾性効果が反映される．形状自体に大きな特徴はないが，見掛け上弾性特性がないと判断されるにも関わらず，発現する弾性効果が出現する点は非常に興味深い現象である．Primal TT-615水溶液は若干白濁しているため，まだ十分にマイクロ構造の撮影を行えておらず，今後，マイクロ構造に焦点を当てた実験を行う予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成27年度の達成度としては，概ね予定通りであった．
新たな実験装置を作成したため，物理条件を幅広く変更した実験を十分に行えていないが，鮮明にマイクロ構造を撮影できるようになったことは本研究の進展において非常に大きい．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定通りに，Primal TT-935水溶液とPrimal TT-615水溶液系で，マイクロ構造の発現に焦点を当てて実験を行う．Primal TT-935水溶液では，昨年度は高粘度に調整した溶液を用いたため，今年度は低粘度系での実験を行う．低粘度系では気泡は大きく変形し上昇速度が大きくなる．変形気泡にマイクロ構造が発現するかを調べる．
また，Primal TT-615水溶液系では低粘度に溶液を調整すると弾性効果が全く出現しないと予想できるため，高粘度系に焦点を絞ってマイクロ構造の発現について検討する．両溶液系での結果を比較しながら，特異な構造が発現するメカニズムを考察する．また，その分子構造と実験で観察されるような気泡に発現する特異な弾性特性の作用効果についても考察する．
平成27年度以降に得られた成果を 国際会議(1件)と国内学会(2件)にて発表する予定である．
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| Causes of Carryover |
3月に参加した学会の参加登録費の支払いが完了していなしため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
4月に支払いが完了する予定である．
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