| 研究課題/領域番号 |
18H01874
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 東北福祉大学 |
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研究代表者 |
庭野 道夫 東北福祉大学, 感性福祉研究所, 教授 (20134075)
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| 研究分担者 |
馬 騰 東北大学, 材料科学高等研究所, 助教 (10734543)
岩田 一樹 東北福祉大学, 総合マネジメント学部, 講師 (20515457)
但木 大介 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (30794226)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
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| キーワード | ナノバブル / 気液界面物性 / 粒径量子化 / バブル合体機構 / バブル界面水 / ナノ細孔薄膜 / 核磁気共鳴 / スピン緩和時間 / バブル合体 / 殺菌効果 / 活性種 / 気液界面特性 / 量子化 / ナノ反応場 / ナノ反応 |
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| 研究成果の概要 |
ナノバブルの粒径が離散的な値になること、バブル合体が同じ粒径同士で選択的に起こることを明らかにした。二つのバブルが接近した時の反発力が同じ径同士のバブル邂逅のときに最小になることを理論的に示し、この反発力低下が選択的合体の原因であることを明らかにした。ＮＭＲ装置を用いて1H核の縦緩和時間（T1）を測定し、ナノバブル水に対するT1の値が純水の値と比べて10分の１程度になり、この結果からナノバブル界面に界面水（結合水）が存在することを初めて明らかにした。CO2内包ナノバブル水に強い殺菌効果が認められ、この効果はバブル合体の際に生成されると考えられる水酸基ラジカルによることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
バブル合体が同じ粒径同士で選択的に起こることを初めて明らかにしたことは、この特異的な合体がバブルの長寿命性を説明できる可能性があり、画期的な成果と言える。また、二つのバブルが接近した時の反発力が同じ粒径同士のバブル邂逅のときに最小になることを理論的に初めて明らかにしたことも大きな成果である。これは、これまで未知であったナノバブルの基本特性を解明する上で有益な成果と言える。更に、NMRによる1H核の縦緩和時間（T1）の測定からナノバブル界面に界面水（結合水）が存在すること実験的に初めて明らかにしたことも、ナノバブルの界面構造や機能を明かにする上で有用である。
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