2010 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロバブルテクノロジーの基盤構築による高機能性材料創生と生産法の開発
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22360332
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
寺坂 宏一 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (00245606)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
植田 利久 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (10151797)
藤岡 沙都子 慶應義塾大学, 理工学部, 助教 (50571361)
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| Keywords | マイクロバブル / 反応装置工学 / 晶析 / 電気分解 |
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| Research Abstract |
マイクロバブルおよびナノバブルを原料または材料として新しい機能性素材の創生をめざし、本年度は下記の2つのサブテーマについて研究および検討を行った。
(1)マイクロバブルの収縮と固相析出メカニズムの解明
マイクロバブルを静止した過飽和度以下の希薄な食塩水中に置き、マイクロバブルの収縮消滅とともに食塩固相が析出状況を顕微鏡を備えたビデオカメラで撮影した。映像の解析により収縮速度やそれに及ぼすガスの種類、塩濃度影響を明らかにした。また固相が析出するメカニズムを検討し、液相中に存在するイオンがマイクロバブル表面に電気的に吸着し、界面の急速な収縮に伴い局所的な過飽和度を超える領域が発生してマイクロ～ナノサイズの固相が析出すると考えた。
さらに最終的に生成した固体粒子を含む溶液をWetSEMカプセル内に封入し、電子顕微鏡で観察を行った。
(2)マイクロバブルの急速収縮による有機材料晶析プロセスの開発
マイクロバブルの急速収縮による固相析出法を利用した工業化可能なプロセス開発を行った。静止した液中にマイクロバブルを大量に導入することは既存のマイクロバブル発生器では困難であるため、静止液中に電解式マイクロバブル発生器を作成した。電気分解によってマイクロサイズの水素および酸素気泡を生成させた。電解質水溶液中にスクロースを溶解させ、電気分解マイクロバブルを急速収縮させて多数のスクロース微粒子を析出させた。このときの微粒子のサイズ、粒子径分布およびその他の物性に対する諸操作パラメータの影響を明らかにした。
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