|
本研究では「マイクロバブルの溶解収縮を利用した結晶核生成機構の解明」を目指し、静止流体中でのマイクロチャネルの溶解収縮に関する詳細な知見を得るため、マイクロチャネルを用いたマイクロバブル生成を行った。T字型マイクロチャネル及びFlow-focusing型のマイクロチャネルを用い、気液流量の変化に対する流動様式の観察から、3層流、2層流、スラグ流および不均一気泡流を確認し、マイクロバブルが生成するための条件を明らかにした。
次に、マイクロチャネル内に生成させたマイクロバブルを静止させ、液相に酸素呈色試薬を添加し、溶解するマイクロバブル周囲の溶存酸素濃度場の可視化を行った。マイクロバブルの溶解に伴う画像の輝度変化を撮影し、マイクロバブルの急速な溶解収縮によって溶存気体高濃度場が形成されることを実験的に明らかにした。また、気相の種類、マイクロチャネル内圧力、初期液相溶存酸素濃度を変化させ、これらの操作条件がマイクロバブルの溶解収縮に及ぼす影響について検討し、マイクロチャネル内圧力の増加及び初期液相溶存酸素濃度の減少がマイクロバブルの急速な溶解に大きく寄与することを確認した。
さらに、溶解するマイクロバブル径の経時変化を計算するための溶解収縮モデルについて実験結果をもとに検討し、計算値と実測値に高い一致が見られることを確認した。
以上の知見は、気泡の急速な収縮による局所高濃度場の形成というマイクロバブル特有の現象を利用した新しい結晶生成プロセス開発に大きく寄与するものであると考えられる。
|
