2008 Fiscal Year Annual Research Report
超音波キャビテーション気泡の動的拳動解析とバイオ系新材料創製への展開
Project/Area Number |
07F07765
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Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
Principal Investigator |
飯田 康夫 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 先進製造プロセス研究部門, 研究グループ長
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
LEE JUDY TU-TING 独立行政法人産業技術総合研究所, 先進製造プロセス研究部門, 外国人特別研究員
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Keywords | 超音波 / キャビテーション / 気泡 / マイクロバブル / 界面活性剤 / ソノルミネッセンス |
Research Abstract |
キャビテーション気泡集団のダイナミックスを理解することはソノプロセッシングなどの超音波産業用応用に重要である。超音波キャビテーション気泡は音場や気泡間での複雑な相互作用により、反応槽内で特異な空間分布を形成する。そこで、ハイドロホンによる音圧分布やソノルミネッセンスの空間分布を測定し、気泡群の構造形成には、音場が定在波型であるか、進行波型であるかが重要であることを実験的に明らかにした。例えば飽和水において、表面近傍に気泡群が局在化することが観察されるが、これは気泡が音波の強い吸収・散乱体であることから、気泡の存在によって音場は定在波型から進行波型へと変化し、気泡が放射圧によって水面近くに運ばれて行くことが原因であることを明らかにした。また、界面活性剤の添加はキャビテーション気泡の性質を大きく変化させるが、気泡間の合体、分裂などのミクロスコピックなメカニズムが系全体の気泡構造にどのように発展していくのかを議論した。一方、医用マイクロバブルに関する応用的研究においては、アルブミンやリゾチームなどのタンパク質を殻としたマイクロバブルの調製プロセスを発展させ、超音波の照射時間や温度、グルデアルデヒドによる表面修飾、あるいはパーフルオロカーボンなどの内包気体の種類とマイクロバブルの強度との関係を明らかにした。さらに、作成したマイクロバブルの超音波による振動や破壊の様子を観察し、超音波造影剤などの応用への基礎となる超音波とマイクロバブルの相互作用について検討した。
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Research Products
(6 results)