ファインバブルの挙動メカニズムと特性、計測、活用

第1部 ファインバブルの安定性、挙動の発現メカニズム

(2021年5月18日 10:00〜12:00)

　ミリバブルとは本質的に異なる物性を示すとして、多方面での応用が検討されているファインバブルであるが、その安定性や特異な挙動発現のメカニズムに関して、バルクな液体物性や気液界面特性では説明しがたいような不思議な現象が存在する.本講演では、ファインバブルの性質についてナノスケール・分子スケールで得られつつある最近の知見を紹介するとともに、理論的・実験的に未解明の課題を説明する.

1. ファインバブルの静力学
   • 表面張力の役割
2. ファインバブルの動力学
   • 発生
   • 消滅
   • 合体
3. ファインバブルの特性
   • 表面吸着
   • 帯電
   • 生理活性など
4. ファインバブル安定化のメカニズム
5. 分子シミュレーションで見たナノバブル
• 質疑応答

第2部 ファインバブルの発生技術とその計測、活用事例

(2021年5月18日 13:00〜17:00)

　昨今、ファインバブルと呼ばれる大きさが100μm以下の微細な気泡が様々な機能を液体に付与することができることから、環境、農業、食品、水産や医療等をはじめとする各種分野での研究開発や産業利用が注目されている。 　ファインバブルは気泡のサイズによりマイクロサイズのマイクロバブルとナノサイズのウルトラファインバブルの2種類に分類される。 　最近では数週間から数カ月の寿命があるウルトラファインバブルへの関心が高いが、研究者や利用者の声に耳を傾けると、「発生装置を買ったのに効果がない」「データの再現性が確保できない」「本当にウルトラファインバブルが液中に存在するのか」など懐疑的な意見もあり、ファインバブル技術の普及に向けた問題の一つとなっている。 　本セミナーでは、ファインバブルの研究や利用を正しい理解のもとで進めていただくために、ファインバブルの基礎物性、特性や機能および装置技術、測定評価法および活用事例などファインバブル技術の全般について基礎的な解説をおこなう。

1. はじめに
   1. ファインバブルの歴史
2. ファインバブルの特徴と特性
   1. マイクロバブルの上昇速度
   2. マイクロバブル流の摩擦抵抗の低減
   3. マイクロバブルの自己加圧効果
   4. マイクロバブルの溶解・収縮
   5. ファインバブルの比表面積
   6. ファインバブルの表面電位と静電気的作用
   7. ファインバブルの疎水性相互作用
   8. ファインバブルの活性酸素種 (OHラジカル) の生成
   9. ウルトラファインバブルの分散安定性
   10. ファインバブルの残存寿命
3. ファインバブル発生技術 ～発生原理・装置の特徴とその差異、使い方等～
   1. マイクロバブル発生装置
   2. ウルトラファインバブル発生装置
   3. 効果を引き出すための装置の選定・設計方法
4. ファインバブル計測技術とその評価法 ～粒子径・粒子数や特性・機能等～
   1. ファインバブルのバルク液物性計測・評価法
   2. マイクロバブル計測・評価法
   3. ウルトラファインバブル計測・評価法
5. ファインバブルの化学工学的取り組み
   1. 気液間物質移動
   2. ガス吸収
   3. 洗浄
6. ファインバブルの活用事例と適用のポイント
   1. 農業、水産業
      • 農作物 (水産物) の成長促進
      • 鮮度保持
   2. 環境
      • 工場排水処理
   3. 洗浄
      • トイレ洗浄
      • ウエハー洗浄
      • 野菜・食品 等
• 質疑応答