2005 Fiscal Year Annual Research Report
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17655046
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
大久保 恒夫 山形大学, 地域共同研究センター, 客員教授 (70026194)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮田 剣 山形大学, 工学部, 助手 (60333994)
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| Keywords | 沈降散逸構造パターン / 対流散逸構造パターン / 乾燥散逸構造パターン / コロイダルシリカ / 緑茶コロイド / ブロードリング / ミクロパターン / 時計皿 |
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| Research Abstract |
コロイド分散液を自然乾燥する過程における散逸構造パターンを近接デジタル写真撮影により系統的に調査した。まず、粒径が1μmのコロイダルシリカ水分散液のガラスシャーレ、ポリスチレンシャーレおよび大きさの異なる4種類のガラス製時計皿中での沈降および乾燥パターンの変化を直視観察した。ブロードリングを基本とする沈降および乾燥のマクロパターンを観察した。また乾燥構造において多彩でカラフルなミクロパターンを観察した。NaClの添加効果についても調査した。電気二重層の効果が観察された。水と粒子の対流が室温においても予想外に顕著であることが判明した。更に、容器によってパターンが変化することが観察された。これらの研究成果は2報の論文としてColloid Polymer Scienceに投稿中である。また、粒径が500nm、300nm、160nmのシリカ分散液についても沈降及び乾燥散逸構造を調査した。
また、ティーバックに入った緑茶をお湯の入った茶碗中に入れて緑茶が室温中で自然乾燥するに伴って発現する沈降および乾燥散逸パターンについて詳細に調査した。緑茶粒子を茶碗壁に沿って上昇させる対流と緑茶の沈降とが拮抗して傾斜した壁面でブロードリング状の沈降パターンが発現することが明らかになった。また、美しいミクロパターンも観察された。
更に、粒径が1μmのコロイダルシリカのエタノール(あらかじめ脱水、脱塩した)分散液について、各種シャーレや時計皿中での対流、沈降、乾燥過程でのパターン形成を詳細に観察した。極めてダイナミックな対流パターンの変化が観察された。液表面とバルク温度との差が大きく、重力対流とともにマランゴニ対流も顕著に生じることが明らかになった。
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