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2011 Fiscal Year Annual Research Report

アルカリ金属原子からのソノルミネセンス機構の解明

Research Project

Project/Area Number 21560056
Research InstitutionMeiji University

Principal Investigator

崔 博坤  明治大学, 理工学部, 教授 (30143530)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 畑中 信一  電気電信大学, 情報理工学部, 助教 (40334578)
Keywordsソノルミネセンス / アルカリ金属原子 / ナトリウム発光 / カリウム発光 / SDS / キャビテーション
Research Abstract

アルカリ金属原子を含む溶液からのソノルミネセンスには,連続スペクトル成分に加えてアルカリ金属特有の発光線が含まれる。その発光機構解明を目的にして,本年度はSDS(Sodium dodecyl sulfate)水溶液からのNa発光について調べた。また,ホーン型振動子を用いたときのNa線発光形状についても研究した。
NaCl水溶液では1M程度の高濃度でしかNa発光は起きないが,SDS水溶液では10mMという低濃度でNa発光が観察される。これは,気泡壁にSDS分子が吸着し,その周囲にSDSから電離したNaイオンが引き寄せられ,気泡周囲のNa濃度が高くなるからである。SDS溶液からのNa発光スペクトルの時間変化を測定した結果,超音波印可時間とともにスペクトルが変化し,Na発光成分にも線幅の細い成分,線幅が太くてピークシフトした成分の2種類があることがわかった。はじめは両者が同程度の大きさで観測されるが,時間とともに細い成分が消滅する。気泡に吸着したSDS分子が徐々に気泡内に入って分解され,COなどの分子になる結果,分解ガスとNa原子が相互作用して消光するからであると推察した。このことを裏付けるため,二酸化炭素ガスを混入したNaCl水溶液で,発光スペクトルの濃度依存性を測定したところ同様な現象が観測された。これらの結果は,本課題研究でこれまで示唆してきた「Na原子発光の起源は気泡内のガス相である」というモデルとよく一致する。
ホーン型振動子の先端からは,定在波型と比べて非常に強い超音波を放射することができる。NaCl水溶液ではホーン先端からのNa発光形状はくさび形であったが,粘性の高いエチレングリコール溶液では球状のNa発光形状であった。これは溶液の粘性の違いによって気泡の生成や振動が異なるためであることが高速度カメラ映像から示唆された。

  • Research Products

    (12 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (1 results) Presentation (10 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 高速度映像で見た音響バブルへの界面活性剤の影響2011

    • Author(s)
      出野翔大, 崔博坤
    • Journal Title

      IEICE Technical Report(電子情報通信学会超音波研究会資料)

      Volume: US2011-70 Pages: 27-30

  • [Presentation] OHラジカルからのソノルミネセンスと気泡運動2012

    • Author(s)
      永井修平, 林悠一, 崔博坤
    • Organizer
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • Year and Date
      20120300
  • [Presentation] 塩化カルシウム溶液からのソノルミネセンス2012

    • Author(s)
      久米麻希子, 崔博坤
    • Organizer
      日本音響学会春季研究発表会
    • Place of Presentation
      神奈川大学
    • Year and Date
      20120300
  • [Presentation] 定在波におけるソノケミルミネッセンス発生時の気泡挙動及び音場の光学的可視化2012

    • Author(s)
      泉野香奈, 青柳将史, 淺川誠, 崔博坤, 山本健
    • Organizer
      日本音響学会春季研究発表会
    • Place of Presentation
      神奈川大学
    • Year and Date
      20120300
  • [Presentation] Sonication time and impurity effects of sonoluminescence from Na atom in surfactant solutions2011

    • Author(s)
      Y.Hayashi, P.-K.Choi
    • Organizer
      The 20^<th> annual meeting of the Japan Society of Sonochemistry & The International workshop on Advanced Sonochemistry
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20111100
  • [Presentation] Direct observation of the diameter distribution of cavitating bubbles in SDS surfactant solutions2011

    • Author(s)
      S.Deno, P.-K.Choi
    • Organizer
      The 20^<th> annual meeting of the Japan Society of Sonochemistry & The International workshop on Advanced Sonochemistry
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20111100
  • [Presentation] Sonication-time dependence of sonoluminescence spectrum from Na atom in surfactant solutions2011

    • Author(s)
      Y.Hayashi, P.-K.Choi
    • Organizer
      32th Symposium. on Ultrasonic Electronics
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      20111100
  • [Presentation] High-speed observation of acoustic bubbles in highly-viscous liquids2011

    • Author(s)
      Y.Takeuchi, P.-K.Choi
    • Organizer
      32th Symposium. on Ultrasonic Electronics
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      20111100
  • [Presentation] Sonoluminescence from viscous liquids using horn-type transducer2011

    • Author(s)
      T.Yamada, P.-K.Choi
    • Organizer
      32th Symposium. on Ultrasonic Electronics
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      20111100
  • [Presentation] High-speed observation of cavitating bubble diameter in surface active SDS solutions2011

    • Author(s)
      S. Deno, P.-K.Choi
    • Organizer
      32th Symposium. on Ultrasonic Electronics
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      20111100
  • [Presentation] ソノケミルミネセンス発生時の気泡挙動及び音場の光学的可視化2011

    • Author(s)
      泉野, 青柳, 浅川, 崔, 山本
    • Organizer
      日本音響学会秋季研究発表会
    • Year and Date
      20110900
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.isc.meiji.ac.jp/~pkchoi/Profsai.html

URL: 

Published: 2013-06-26  

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