• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実績報告書

反応界面レオロジーを基軸とする液相反応流研究の展開

研究課題

研究課題/領域番号 16K06068
研究機関東京農工大学

研究代表者

長津 雄一郎  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60372538)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード液相反応流 / Viscous fingering / 界面レオロジー / 流体力学不安定 / LAOS
研究実績の概要

ケミカルガーデンは沈殿を生成する反応を利用した実験である。これは通常水ガラスと呼ばれるケイ酸ナトリウム水溶液中に塩化コバルトなどの金属塩の種を入れることで沈殿が連続的に生成し、下方または上方に延びていく現象である。近年この現象をヘレショウセル内で行う擬似2Dケミカルガーデン実験についての報告が複数されている。ヘレショウセル内で行うことによって流動と沈殿の複合ダイナミクス(反応流)として観察することができる。さらに、重力項をほぼ無視することができ得られた実験結果は平面パターンとして容易に分析することが可能である。
現在までの研究において、擬2Dケミカルガーデンパターンは濃度による沈殿の凝集性について議論されてきたが、我々は界面レオロジーを用いてその界面の沈殿相に関する詳細な評価を与え、パターン形成のメカニズムを提唱することができるのではないかと考えた。まず、溶液濃度によって界面で生成する沈殿相を評価するため線形粘弾性測定Small Amplitude Oscillatory Shear;SAOS実験を行なった。擬2Dケミカルガーデンパターン実験では流動により大きなせん断が界面にかかっていると予想される。これに対応させるため非線形の粘弾性応答を調べる非線形粘弾性測定Large Amplitude Oscillatory Shear;LAOS実験を行なった。
線形粘弾性測定および非線形粘弾性測定を用いて擬2Dケミカルガーデンパターンにおける濃度・流量の差によるパターンの違いを考察した。線形粘弾性測定では塩化コバルト濃度の違いによってできる界面粘弾性物質の粘弾性特性が異なることを示した。また非線形粘弾性測定では界面の沈殿の凝集の程度の違いや、ひずみを変えたときのひずみ硬化率についての説明も行った。流量を上げるとパターンが変化するのは粘弾性界面(沈殿相)のひずみ硬化によるのではないかと提言した。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018 その他

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 反応界面LAOSを用いたゲル生成反応流の研究2018

    • 著者名/発表者名
      門脇紳悟,長津雄一郎
    • 学会等名
      レオロジー学会 第45回年会
  • [学会発表] 界面LAOS測定に基づくゲル生成を伴う反応系流体力学の研究2018

    • 著者名/発表者名
      門脇紳悟,長津雄一郎
    • 学会等名
      第66回レオロジー討論会
  • [学会発表] Study on a reacting viscous fingering with gel production based on interfacial LAOS rheological measurement2018

    • 著者名/発表者名
      Shingo Kadowaki, Yuichiro Nagatsu
    • 学会等名
      71st Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • 国際学会
  • [備考] http://web.tuat.ac.jp/~nagatsu/

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi