高速度映像で見た音響バブルへの界面活性剤の影響
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概要
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強力な超音波下で発生した音響バブルは膨張収縮振動を繰り返す。界面活性分子は気泡/液体界面に吸着し,気泡合体などのダイナミクスに影響を及ぼす。ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)界面活性剤水溶液中で高速度カメラを用いて100万fpsの速度で音響バブル観測を行った。超音波周波数は37kHz,87kHz,123kHzの3種類,SDS濃度は0.1,1,5,10mMの4種類である。気泡振動はSDS吸着により球形振動になりやすいことがわかった。気泡径最大値を高速度映像から求め,そのヒストグラムを作成したところ,水と比べて大きいサイズの気泡が高周波数ほど減っていた。また,気泡成長はSDS溶液中の方が大きかった。87kHzでSDS濃度変化を調べたところ,大きいサイズの気泡減少は5mMで最も顕著であった。これらの結果は,SDS吸着により気泡が帯電し気泡間の静電反発力により気泡合体が妨害されること,SDS吸着によりガスの整流拡散が促進されること,で説明される。
- 2011-11-17
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