2019 Fiscal Year Annual Research Report
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17H02945
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
栗田 玲 首都大学東京, 理学研究科, 准教授 (20579908)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 泡沫 / 非平衡 / 臨界現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
泡沫とは，気体の泡を液体中に高密度に閉じ込めた状態であり，ソフトジャミングシステムともよばれる．このような状態は，様々な場面で見ることができる．例えば，石鹸泡や消泡剤といった日常的な場面に加え，乾燥から身を守るために泡で身体をコーティングする虫や泡の中に卵を産み外敵から守るモリアオガエルなど生態系でも泡沫は利用されている．泡沫は，安定状態ではなく，時間とともに壊れ気泡が抜けていき，最終的には単なる水滴になっていく．
泡沫は，気体が高密度に詰まっていることにより，弾性を有している．このため，泡が形状を保持できる．弾性率は液体分率によって変化し，液体分率の増加とともに低下していく．一方で，泡沫は時間とともに崩壊することで，液体分率は増加する．泡沫の利用にとって，この崩壊過程を理解することは重要であると考えられている．
崩壊過程の一つに，泡沫が一気に崩壊する協同的崩壊がある．この協同的崩壊は，一番破壊的な崩壊過程であるにもかかわらず，その機構についてほとんどわかっていなかった．我々は，協同的崩壊過程を高速度カメラを用いて直接観察を行った．その結果，伝搬モードと貫通モードの２種類が存在することがわかった．さらに，液体分率の大きい泡沫では，協同的な再配置が起こることを見出し，動的な臨界現象を示す初めての実験例となた．これらの結果は，泡沫の理解へ重要な知見であるとともに，安定性につながる産業的にも有意義な結果であると考えている．
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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