| 研究課題/領域番号 |
20H02508
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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27010:移動現象および単位操作関連
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
寺坂 宏一 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00245606)
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| 研究分担者 |
藤岡 沙都子 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (50571361)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
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| キーワード | ファインバブル / ウルトラファインバブル / 気泡 / 気液分離 / 貧溶媒 / 良溶媒 / 高速振とう / マイクロバブル / 貧溶媒発泡 / 蒸発濃縮 / 緩慢前進部分凍結濃縮 / 気泡分離 / 超純水 / レーザー追跡式粒子解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
現在、水中に共存して浮遊するウルトラファインバブル（UFB）と固体ナノ粒子とを分別および評価することは極めて難しいため、UFB特有の機能の解明や応用開発が困難となっている。そこで本研究では、水中に存在する泡と固体粒子とを判別できる新しい評価技術の開発を行う。一方、一切の不純物が共存しない「スーパークリーンUFB水」の製造法を開発し上記評価技術を確認する。次に水中に浮遊するUFBの高度除去のために緩慢前進凍結技術、水中でのUFBの濃縮のために減圧水相蒸発法を開発する。そして水中での貧溶媒気泡核発生によるUFB発生試験を行い、UFBの生成・安定化の仮説の検証ならびにメカニズム解明を進める。
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| 研究成果の概要 |
ウルトラファインバブル（UFB)は水中に浮遊するUFBと共存する固体ナノ粒子とを分別することが極めて難しく、UFB独自の性質の正確な評価が困難である。そこで本研究ではレーザー散乱ナノ粒子解析法から派生した、水中に存在するバブルと固体粒子とを判別できる新しい技術開発を行い、超純粋なUFB水生成法の開発と評価を行った。また緩慢前進凍結による水中に浮遊するUFBの高度分離法を発明した。さらに減圧水相蒸発によるUFBの数濃度濃縮法にも成功した。つづいて貧溶媒気泡核発生を利用した水相バルク中からのUFB発生技術を実現させた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在非常に注目され普及が進んでいるUFBは、水中でキャビテーション、圧壊、ラジカル発生など特異的な機能を持っている。しかしながらUFBの生成メカニズムと安定メカニズムは未だ不明である。本研究では外界と完全に隔離した系で生成した超純水中のUFBを分析し、UFBの発生および安定化メカニズムの仮説を提案した。この成果は今後ますます社会的普及と新規開発が行われるUFB技術の発展に大きく寄与すると予想される。
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