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2021 年度 実績報告書

泡沫の動的特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20J11840
研究機関東京都立大学

研究代表者

柳沢 直也  東京都立大学, 大学院理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2022-03-31
キーワード泡沫 / 気泡 / 構造緩和 / ジャミング / ガラス
研究実績の概要

泡沫とは液体中に気泡が内包された状態のもので、洗剤や化粧品など、幅広い分野で応用されている。しかしながら、泡沫の動的な特性についてはあまり理解されていないのが現状である。泡沫は液体分率(泡沫に含まれる液体量)が低い順に、ドライ、ウェット、バブリーの3つの状態に分類され、ウェットとバブリーの境目は気泡同士の接触がちょうどなくなるジャミング転移に対応している。前年度の研究では、ジャミング転移近くのウェット泡沫の緩和特性について、実験・数値的に明らかにした。
また、弾性的なドライと粘性的なウェットの境目は気泡の再配置の仕方に関係した転移であることが知られているが、詳細なダイナミクスについては明らかになっていない。
そこで本年度は、泡沫のドライ-ウェット転移近傍における緩和のダイナミクスについて実験的に調べた。当初の研究計画では、泡沫に空気を注入・吸引したときの応答と緩和の様子を観察する予定だったが、実験手法に困難な部分が生じたため、前年度と同様の手法を用いて、泡沫に液体注入という摂動を与えたときの様子を観察することで、緩和のダイナミクスついて実験的調べた。その結果、ドライ-ウェット転移近傍では、気泡の逐次的再配置といった特徴的な緩和挙動がみられることがわかり、これらのダイナミクスについて画像解析を用いて定量的に明らかにした。これらの研究結果については、学会等で複数回発表を行った。また、これらの研究結果をまとめた論文を現在執筆している。
本年度に博士論文の執筆も行い、博士の学位を取得した。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 泡沫のdry-wet転移近傍における逐次的再配置2022

    • 著者名/発表者名
      柳沢直也,栗田玲
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会(2022年)
  • [学会発表] The mechanism of collective bubble collapse in a foam2021

    • 著者名/発表者名
      Naoya Yanagisawa, Marie Tani and Rei Kurita
    • 学会等名
      11th Liquid Matter Conference 2020/2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 泡沫のdry-wet転移近傍における気泡の再配置緩和挙動2021

    • 著者名/発表者名
      柳沢直也,栗田玲
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
  • [学会発表] 泡沫の協同的崩壊と液膜の崩壊ダイナミクス2021

    • 著者名/発表者名
      柳沢直也
    • 学会等名
      Young Soft Webinar 第3回セミナー
  • [学会発表] 泡沫の内部構造緩和における気泡のサイズ分散依存性2021

    • 著者名/発表者名
      柳沢直也,栗田玲
    • 学会等名
      東京大学物性研究所短期研究会「ガラスおよび関連する複雑系の最先端研究」
  • [学会発表] 泡沫のdry-wet転移近傍における気泡の再配置緩和ダイナミクス2021

    • 著者名/発表者名
      柳沢直也,栗田玲
    • 学会等名
      第20回関東ソフトマター研究会

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公開日: 2022-12-28  

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