| 研究概要 |
(1)衝撃波管を用いた平面衝撃波による曲率弾性壁近傍でのバブル変形の挙動の観察
京都大学に既設の衝撃波管装置を用いて平面衝撃波を発生させ,管端部分に備え付けられた試験部においてゼラチンの一定の曲率をもつ2次元の弾性壁を製作し,この近傍に空気ポンプと電磁弁により生成させたサブミリスケールの気泡を浮遊させ,この気泡に対して衝撃波を作用させた.このとき,ゼラチン壁の弾性および曲率による気泡変形挙動の変化を高速度カメラ(ストリーク管)を用いて,光学的には変形挙動と衝撃波の同時観察(可視化)に既設のシュリーレン法装置を用いて行った.また,同じ曲率を持つ壁面で上面を製作し,ミリ〜サブミリスケールの擬似的なカプセル内部を模擬し,内部に気泡を封入して上記と同様な方法で,変形挙動を観察した.その結果,ゼラチンの生体組織に近い弾性率では,弾性壁面の曲率半径や初期気泡径を変化させることで気泡変形が最大となる点や,マイクロジェットが出やすい点が存在することが確認できた.
(2)超音波素子を用いた衝撃波による静止含気マイクロカプセルの変形挙動の観察
超音波素子を用いて衝撃波を発生させて,マイクロカプセルに作用させる実験を行った.アルギン酸ナトリウムと塩化カルシウム水溶液によって生成させたゲルを,購入したマイクロマニュピレーションシステムによって,気泡を内包させることに成功した.ただし,現在のところはカプセル径が200-300μmと大きく,製法の改善を次年度行う予定である.このカプセルに作用させる圧力発生源として,ピエゾ超音波素子を用い,圧力振幅や立ち上がり周波数などの条件を変化させて制御法を調べた.その結果,制御法の改善によって,立ち上がりの鋭い衝撃波を生成することが可能になることが示された.また,カプセル生成の際に,ノズル近傍での流れの制御を行うことでより小さいゲル型のマイクロカプセルを生成させることが可能となった.
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