音響キャビテーション気泡の帯電メカニズムの解明

阐明声空化气泡的充电机制

• 批准号: 22K14609
• 负责人: 李 香福
• 金额: $ 1.5万
• 依托单位: Japan Women's University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14609/
• 关键词: 音響キャビテーション気泡; ソノルミネセンス; 帯電

音響キャビテーション気泡は様々な分野への応用が期待され研究が行われている。音響キャビテーション気泡のより有効な適用には、気泡の動力学、圧壊時に生じる物理的・化学的作用など、気泡性質を解明する必要があるが、まだ十分に解明されていない。本研究では、音響キャビテーション気泡の電気的性質について調べる。先行研究では、水中のSL単一気泡（SBSL気泡）に直流電圧を印加してその時の気泡位置のずれ方向を観察した。その結果、SBSL気泡がプラスに帯電していることを実験的に示された。また、SBSL気泡のSL時間と移動距離の相関から、気泡の圧壊時に気泡内部で生成される化学反応物が、帯電に影響をすることが示唆された。気泡圧壊時の化学反応物が帯電に影響をすることを明確にするために、超音波周期と同期した交流電圧を位相を変えならSBSL気泡へ印加し、その時のSL信号を観察した。気泡径が最大になるときに電圧値が最大になるように印加した場合と、気泡圧壊時に電圧値がゼロになるように電圧を印加した場合はSL信号のタイミングに変化は見られなかった。しかし、気泡圧壊時に電圧値が最大値になるように印加した場合はSL信号のタイミングが最もずれる結果を示した。さらに、最大値が正の場合はSL信号のタイミングは電圧を印加していない時より早まり、最大値が負の場合で遅くなった。印加電圧の極性によるSL信号のタイミングのずれ方向は直流電圧を印加した場合と同じで方向であった。これらの結果はSL気泡はプラスに帯電していること、気泡の膨張と収縮のうち、収縮過程が極性決定に最も影響することが示唆し、圧壊時の気泡内部で生成される化学反応物が帯電の要因であることを示唆する。

预计声音空气气泡将应用于各个领域，并正在进行研究。声气泡的更有效的应用需要阐明气泡，例如气泡的气泡，应计期间发生的物理和化学作用，但尚未阐明。在这项研究中，我们将检查声气泡气泡的电性能。在先前的研究中，将直流电压应用于水中的SL单泡沫（SBSL气泡），并观察到当时气泡位置的方向。结果，实验性的SBSL气泡被积极充电。此外，SL时间与SBSL泡沫的行进距离之间的相关性表明，当气泡破坏时气泡内产生的化学反应会影响充电。为了阐明泡沫时的化学反应会影响充电，将与超声循环同步的交换电压应用于SBSL气泡，并且观察到当时的SL信号。当将气泡直径最大化时，或应用电压时，将电压值应用于最大值时，应用泡沫时的电压值为零，则SL信号的时机没有变化。但是，如果将电压值应用于泡沫期间的最大值，则SL信号正时的结果是最转移的结果。此外，如果最大值为正值，则SL信号的时间比未应用电压时快，最大值慢。由于施加电压的极性而引起的SL信号的时机的方向与应用直流电压时相同。这些结果表明，SL气泡是积极的，在气泡的肿胀和收缩中，收缩过程最大程度地影响了极性的确定，并且在腐败时气泡内产生了一些化学反应。带电。