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J-GLOBAL ID：201102204832847784   整理番号：11A0809487

溶液中のクラスタ構造から見た超音波霧化現象

Ultrasonic Atomization from the Viewpoint of Cluster Structure in Solution

著者 (1件)： 脇坂昭弘 (独立行政法人産業技術総合研究所 環境管理技術研究部門 環境分子科学研究グループ)
資料名： エアロゾル研究  (Journal of Aerosol Research)
巻： 26  号： 1  ページ： 24-29 (J-STAGE)  発行年： 2011年 
JST資料番号： L0641A  ISSN： 0912-2834  CODEN： EAKEEA  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 文献レビュー  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 本稿で,超音波霧化現象と溶液中の微視的構造との関係を解説し,エタノール-水混合溶液に対する超音波霧化現象の特徴を示す松浦,矢野,小原各氏の実験を紹介し,それらの特徴を溶液中のクラスタ構造に基づいて考察した。液体を超音波振動子から供給される比較的小さな物理的エネルギーで微細化を繰り返していくと,クラスタレベルの安定構造に至って微細化がストップし,超音波が気液界面を通過して液相から気相に伝播する際に,クラスタレベルのふるい分けが起こると考えられた。液相にエタノール自己会合クラスタが高濃度に存在する混合領域では,水分子クラスタの発達が抑えられ,サイズの小さいエタノールリッチなクラスタが液相から気相へ移動し,ナノサイズの霧が形成される。一方,水リッチなクラスタが気相に移動する際には,気液界面で水素結合ネットワークが発達し,マイクロメーターサイズの霧粒子を形成した。温度は低温で小さいクラスタのみを選択的に霧化するふるい分け効果へ寄与し,また,エタノール-水混合溶液中のミクロ相分離を促進する効果に寄与した。

シソーラス用語： *水溶液 ,  噴霧 ,  微粒化 ,  *超音波照射 ,  分離 ,  *脂肪族アルコール ,  *クラスタ ,  振動子 ,  精密化 ,  気液界面 ,  液相 ,  気相 ,  ふるい分け ,  *機構 ,  水素結合 ,  ネットワーク ,  *粒径 ,  ミクロ相分離 ,  温度依存性 ,  質量スペクトル ,  小角X線散乱 ,  相
準シソーラス用語： SAXS【散乱】 ,  *メカニズム ,  微細化 ,  霧化

分類 (2件)： エーロゾル  (CB11030Y) ,  その他の音響応用  (BB03100I)

物質索引 (1件)： エタノール

引用文献 (11件)：

• 1) Matsuura, K., Kobayashi, M., Hirotsune, M., Sato, M., Sasaki, H. and Shimizu, K.: New Separation Technique Under Normal Temperature and Pressure Using an Ultrasonic Atomization, Japan Soc. Chem. Eng. Symposium Series, 46, 44-49 (1995)
• 2) Sato, M., Matsuura, K. and Fujii, T.: Ethanol Separation from Ethanol-Water Solution by Ultrasonic Atomization and Its Proposed Mechanism Based on Parametric Decay Instability of Capillary Wave, J. Chem. Phys., 114, 2382-2386 (2001)
• 3) Yano, Y. F., Matsuura, K., Fukazu, T., Abe, F., Wakisaka, A., Kobara, H., Kaneko, K., Kumagai, A., Katsuya, Y. and Tanaka, M.: Small-Angle X-Ray Scattering Measurement of a Mist of Ethanol Nonodroplets: An Approach to Understanding Ultrasonic Separation of Ethanol-Water Mixtures, J. Chem. Phys., 127, 031101-1-031101-4
• 4) Kobara, H., Tamiya, M., Wakisaka, A., Fukazu, T. and Matsuura, K.: Relationship between the Size of Mist Droplets and Ethanol Condensation Efficiency at Ultrasonic Atomization on Ethanol-Water Mixtures, AIChE Journal, 56, 810-814 (2010)
• 5) Wakisaka, A. and Matsuura, K.: Microheterogeneity of Ethanol-Water Mixtures Observed at the Cluster Level, J. Mol. Liq., 129, 25-32 (2006)

タイトルに関連する用語 (5件)： 溶液 ,  クラスタ構造 ,  超音波 ,  霧化 ,  現象