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2022 年度 実績報告書

泡沫の動的性質の機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H01874
研究機関東京都立大学

研究代表者

栗田 玲  東京都立大学, 理学研究科, 教授 (20579908)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード泡沫 / ジャミング / 非平衡 / ソフトマター
研究実績の概要

泡沫とは液体中に気泡が内包されている状態のことをいい,構成成分は液体と気体という流体だけであるにも関わらず,弾性的な性質を持ち形状を保つことがで きる.このような系をジャミング系という.ジャミング系は泡沫以外にもエマルジョンや粉体,高分子ゲルなどが含まれ,食品や洗剤,化粧品,消化剤,製造過 程 から生体細胞内まで様々な場面でみることができる.その中でも泡沫は液体分率に依存して多彩な性質を有する.液体分率が小さい時は強い吸水性や吸油性を 示 し,液体分率が大きくなると流動性を示すようになる.ミクロな内部構造変化がマクロの変形や弾性に影響する複雑な現象のため,泡沫の動的性質もよくわ かっ ていない.このように泡沫の有用性にも関わらず,多くの現象の物理的起源は未解明なままであった. 本研究課題では,泡沫の基板上への塗り広げ挙動や泡沫への液体の浸透ダイナミクスについて,調べた.塗り広げ挙動では,塗り広げ速度の遅い方から,均一な塗り広げ,泡沫の滑り(塗り広げられない),不均一な塗り広げ,という3つのパターンが現れることがわかった.基板の濡れ性を変えると,均一な塗り広げパターンが消えることもわかり,基板との関係性が重要である.このことを考慮して,理論を構築することに成功した.この理論は,泡沫に限ったものではなく,ソフトジャミング系で用いることができる普遍的な理論であるため,エマルジョン系やコロイド系などにも応用することができる.泡沫の液体浸透ダイナミクスでは,通常の毛管上昇と異なり,2段階的に浸透している様子が観察された.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Glassy atomic vibrations and blurry electronic structures created by local structural disorders in high-entropy metal telluride superconductors2023

    • 著者名/発表者名
      Mizuguchi Yoshikazu、Usui Hidetomo、Kurita Rei、Takae Kyohei、Kasem Md Riad、Matsumoto Ryo、Yamane Kazuki、Takano Yoshihiko、Nakahira Yuki、Yamashita Aichi、Goto Yosuke、Miura Akira、Moriyoshi Chikako
    • 雑誌名

      Materials Today Physics

      巻: 32 ページ: 101019~101019

    • DOI

      10.1016/j.mtphys.2023.101019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cross over to collective rearrangements near the dry-wet transition in two-dimensional foams2023

    • 著者名/発表者名
      Yanagisawa Naoya、Kurita Rei
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 ページ: 4939

    • DOI

      10.1038/s41598-023-31577-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Filamentous crystal growth in organic liquids and selection of crystal morphology2022

    • 著者名/発表者名
      Yashima Takumi、Tani Marie、Kurita Rei
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 ページ: 9946

    • DOI

      10.1038/s41598-022-13851-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamics and mechanism of a deswelling transition of the sponge phase in a bilayer membrane system2022

    • 著者名/発表者名
      Kurita Rei、Kanazawa Takumi、Terada Yukihiro、Tani Marie
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 4 ページ: 023254

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.4.023254

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Three-dimensional phase separation under a nonstationary temperature field2022

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Rikuya、Tani Marie、Kurita Rei
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 4 ページ: 033152

    • DOI

      10.1103/PhysRevResearch.4.033152

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Liquid Pinch-off from a Foamy Droplet in a Hele-Shaw Cell2022

    • 著者名/発表者名
      Marie Tani and Rei Kurita
    • 学会等名
      EUFoam 2022 Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics of structural relaxation near A dry-wet transition in a two-dimensional foam2022

    • 著者名/発表者名
      Naoya Yanagisawa and Rei Kurita
    • 学会等名
      EUFoam 2022 Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Velocity dependence of spreading behaviors of foam on a substrate2022

    • 著者名/発表者名
      Masaya Endo, Marie Tani and Rei Kurita
    • 学会等名
      EUFoam 2022 Conference
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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