12/23 泡・泡沫の特異的な性質の理解と起泡・消泡技術

東京都立大学　理学部　物理学科
／　大学院　理学研究科 物理学専攻　教授　博士（工学）　栗田 玲　氏

　泡という言葉では、一つの気泡を表現するときと、たくさんの泡が集まった泡沫を意味する場合の両方がある。業種によって注目ポイントが違うため、今回のセミナーでは、気泡と泡沫の両方についての基礎知識を説明する。一見違う分野に思えるかもしれないが、基礎知識部分は共通する部分も多いので，同時に効率よく学ぶことができる。気泡パート：様々な製品の製造過程において、気泡が予期せず発生する場合がある。粘性の高い液体などでは、その気泡を抜くのに苦労する場合も少なくない。経験的に消泡している場合が多いが、よく原理を理解せずに用いているときもある。気泡発生の熱力学、動力学を説明し、どうすれば効率的に消泡できるのかについて原理ベースで説明する。泡沫パート：液体中に気体がぎゅうぎゅうに詰まっている状態である泡沫は日常的に目にする状態で、古来より人々の生活に欠かせないものです。泡沫は、化粧品、シェービングクリーム、食器洗い、食品、消化剤などの日常品のように泡沫を安定させて使用しているものから、化学薬品の吹きこぼれ、噴火といった災害に関わるもの、さらには、泡沫を積極的に利用する生物もいます。

　このように泡沫は工業的に重要であるため、これまで添加物による泡沫の制御が多く行なわれてきました。しかし、泡沫には界面活性剤や添加物の種類、粘性、気泡の大きさ、液体量など様々な因子が関わっているため、泡沫が本来持つ基礎的な性質を深く理解する必要があります。事前質問があれば、それに対して出来るだけ回答していきたいと思っています。

1．本セミナーの前置き
　・物理学的性質と化学的性質

2．表面エネルギー
　・表面エネルギー，表面張力とは？
　・ラプラス圧
　・濡れ係数
　・濡れ角

3. 気泡
　・気泡の熱力学
　・気泡の浮上
　・壁についた気泡
　・液体の不安定性
　・真空脱泡
　・気泡を減らす方法とは？

4．泡沫
　・シャボン玉と泡沫の違い
　・泡沫の起泡メカニズム
　・泡沫の用途
　・泡沫の内部構造と名称
　・泡沫の弾性
　・泡沫の浸透圧と排水
　・泡沫を壁に留まらせる
　
5．液体量による泡沫の分類
　・ドライフォームの性質
　・ウェットフォームの性質
　・最近の研究による分類
　・各状態の力学応答とマクロな変形
　・脱泡材を使わない消泡促進方法

6．レオロジー（時間があれば）
　・液体の塗り広げ理論
　・泡沫の粘性
　・泡沫を塗り広げる

7．事前質問に対する回答、質疑応答

8．まとめと今後の展望

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