| 研究課題/領域番号 |
20K05215
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
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| 研究機関 | 長岡工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
村上 能規 長岡工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (70293256)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 超音波 / ラジカル / 微細気泡 / マイクロバブル / OHラジカル / キャビテーション / ナノバブル / ラジカル局所発生 / 流通系 / 局所反応場 / 直列 / ウルトラファインバブル / 局所的 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
超音波キャビ―テーションは従来、超音波場の定在波下でランダムに発生し、その発生位置制御は難しいと考えられてきたが、マイクロバブル近傍に局在化した超音波キャビテーション場が生成可能となると超音波力学的療法などの超音波キャビテーションの発生位置の制御が好ましい時の新技術として期待できる。本研究では、マイクロバブルに代表される微細気泡による超音波キャビテーションの時空間制御を目標とし、マイクロバブルの微細流路への流通およびレーザトラッピング等の各種気泡位置制御技術を融合させることで、マイクロバブル誘起超音波キャビテーション場の発生制御を試みる。
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| 研究成果の概要 |
チューブを直列接続してKI水溶液を流し、超音波照射する実験を行った。その結果、KI法の結果では，1台目の発振器から45 kHzで照射したとき，発振器1台の照射時よりも・OHの生成量が大幅に増加した。また、28 kHz，100 kHzの超音波照射の時でも増加した．さらに、硫酸チタン法の結果もＫＩ法と類似の結果となった。超音波を照射された気泡はビヤークネス力の働きによって泡の凝集体を形成するが，本実験の結果から超音波照射によって一部のマイクロバブルが圧壊し，更に微細なウルトラファインバブルとして残存しても・OHの生成量を増大させることが可能であることを示唆している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題は、これまで報告例がない微細気泡（マイクロバブル）を核あるいは発生源としたこれまで研究例のない新規超音波キャビテーション場の研究例であり、超音波キャビテーションを利用する技術者のみならず、音響キャビテーションの学理研究に携わる研究者においても重要な知見を得る成果となると考えている。
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