• 検索結果がありません。

(a) Particles adhering to the wall surface

Fig. 4-35 Particles images in AE solution

(b) Particles non-adhering to the wall surface

Fig. 4-36 The stuck particles images in BC solution

第五章 第五章 第五章 第五章

結言 結言 結言

結言

5.

結言結言結言結言

本研究では,抵抗低減流体である界面活性剤に対し,電荷の異なる界面活性剤水溶液 を用い,壁面極近傍の微小粒子の挙動や壁面のゼータ電位に及ぼす界面活性剤の影響,

およびマイクロチャネルの圧力損失に及ぼす界面活性剤の影響を実験的に明らかにす ることを目的として圧力損失測定,ゼータ電位測定,壁面近傍の粒子移動量測定を行っ た.供試界面活性剤水溶液には臨界ミセル濃度及び1.0×104ppmの非イオン系のポリオ キシエチレンラウリルエーテル(AE) ,陽イオン系の塩化ベンザルコニウム(BC),陰イ オン系のラウリルベンゼンスルホン酸ナトリウム(LAS) を用いた.得られた結果を以下 に示す.

(1)圧力損失測定において本実験で使用したマイクロチャネルでは臨界ミセル濃度で蒸 留水と一致し,1.0×104ppm では抵抗が増加することが分かった.増加率はAEでは約 15%,BCでは約4.9%,LASでは約4.5%であった.抵抗低減が報告された条件とは異な るため,条件によることを確認した.

(2)蒸留水及び各界面活性剤のゼータ電位は溶液ごとに異なり,特性通りの結果が得ら れた.電位の強さは濃度に依存することがわかった.

(3)静止流体中の微小粒子の拡散係数は壁面から 1µm 以上はなれたバルクでは CMC, 1.0×104ppmの界面活性剤の添加により減少し,濃度上昇により粒子の動きの抑制が大 きくなることが分かった.

(4)壁面から 400nm 内の微小粒子は壁面と水平方向に関しては蒸留水と比較して動きが

抑制された.鉛直方向に関してはCMCではAEは蒸留水と近い値をとりBC,LASは 増加することが分かった.

参考文献 参考文献 参考文献 参考文献

(1) 北森武彦,マイクロ化学チップの技術と応用,丸善株式会社 (2004)

(2) A. Ushida, T. Hasegawa, T. Narumi (2010) Drag reduction for liquid flow through micro-apaertures. J. Non-Newtonian Fluid Mech 165 : 1516-1524.

(3) A. Ushida, S.Murao T. Hasegawa, T. Narumi(2016) Anomaly of pressure drops of rod-like micelle surfactant solutions passing through small orifices. Experimental Thermal and Fluid Science 70(2016)69-76

(4) 渡辺敬三,他 2 名 (2006) 希薄高分子水溶液の微小管内流れに関する研究,機論(B) 72-714 : 331-336

(5) S. Jin, P. Huang, J. Park, J.Y. Yoo, K.S. Breuer (2004) Near-surface velocimetry using evanescent wave illumination. Exp. fluids 37 : 825-833

(6) K.D. Kihm, A. Banerjee, C.K. Choi, T. Takagi (2004) Near-wall hindered Brownian diffusion of nanoparticles examined by three-dimensional ratiometric total internal reflection fluorescence microscopy. Exp. Fluids 37 : 811–824

(7) 小方,他2名,2015, 抵抗低減流体中のナノ粒子挙動に及ぼす壁面の影響,流体力学

会年会講演論文集.

(8) C.M. Zettner, M. Yoda (2003) Particle velocity field measurements in a near-wall flow using evanescent wave illumination. Exp. Fluids 34 : 115–121

(9) 神田健介, 他 2 名 (2005) エバネッセント光を用いた壁面近傍の溶液中高分子の可

視化,可視化情報学会論文集25 : 78–83

(10) P. Huang, J.S. Guasto, K.S. Bureuer (2006) Direct measurement of slip velocities using three-dimensional total internal reflection velocimetry. J. Fluid Mech 566 : 447-464

(11) S. Pouya, M. Koochesfahani, P. Snee, M. Bawendi, D. Nocera (2005) Single quantum dot (QD) imaging of fluid flow near surfaces. Exp. Fluids 39 : 784-786

(12) H. Li, M. Yoda (2010) An experimental study of slup considering the effects of non-uniform cololoidal tracer distributions. Exp. Fluid 662 : 269-277

(13) D. Lasne, A. Maali, Y. Amarouchene, L. Cognet, B. Lounis, H. Kellay (2008) Velocity profiles of water flowing past solid glass surfaces using fluorescent nanoparticles and molecules as velocity probes. Physical Review Letters 100 : 214502

(14) W. Wang, S.G. Jefferey, P. Huang (2011) Measurement bias in evenscent wave nano-velocimetry due to tracer size variations. Exp. fluids 51 : 1685-1694

(15) 嘉副裕,他3名 (2012) エバネッセント波を用いたナノ流路の速度分布計測,第40

回可視化情報シンポジウム講演論文集 32-1 : 145-148

(16) 一柳満久,他5名 (2011) エバネッセント波分子タギング法によるマイクロ流路壁

面極近傍におけるかご化蛍光染料の分子挙動,機論(B) 77-783 : 2157-2169

(17) Y. Cohen, A.B. MetJzner (1985) Apparent slip fow of polymer solutions. J. Rheology 29 : 67-102

(18) C.L. Henry, C. Neto, D.R. Evans, S. Biggs, V.S.J. Craig (2004) The effect of surfactant adsorption on liquid boundary slippage. Physica A 339 : 60-65

(19) K. Yasuda, Y. Sugiura, N. Mori (2006) Direct measurements of velocity profiles in flows of polymer solutions through a rectangular microchannel with PDMS surface. Nihon Reoroji Gakkaishi 34 : 41-45

(20) D. Axelrod, T. P. Burgharbt, N. L. Thompson (1984) Total internal reflection fluorescence (in biophysics). Annual Review Biophys Bioeng 13: 247-26

(21) A. Einstein (1956) Investigation on the theory of the Brownian movement, New York, Dover (22) A. J. Goldman, R. G. Cox, H. Brenner (1967) Slow viscous motion of a sphere parallel to

plane wall, Chem.Eng.Sci 22 : 637-651

(23) H. Brennar (1961) The slow motion of a sphere through a viscous fluid towards a plane wall

Ⅰ : Motion through a quiescent fluid, Chem.Eng.Sci 16 : 242-251

(24) M. A. Bevan, D. C. Prieve (2000) Hindered diffusion of colloidal particles very near to a wall : Revisited, Chem.Phys 113-3 : 1228-1236

(25) 嶋津克明 (2003) 水晶振動子マイクロバランスによる自己組織化単分子層のナノ特

性評価,表面科学24-12 : 747-753

(26) 高橋翔子,他1名 (2009) エバネッセント光による希薄高分子水溶液の壁面極近傍

流動特性の評価,流体光学部門講演会論文集 : 151-152

(27) H. Lee, R.M. Veneble, A.D. MacKerell Jr., R.W. Pastor (2008) Molecular Dynamics Studies of Polyethylene Oxide and Polyethylene Glycol. Biophysical Journal 95 : 1590-1599 (28) N.G. van Kampen (1997) Stochastic processes in physics and chemisty. Amsterdam :

Elsevier

(29) H.A. Barnes (1995) A review of the slip (wall depletion) of polymer solutions, emulsions and particle suspensions in viscometers: its cause, character, and cure. J. Non-Newtonian Fluid Mech 56 : 221-251

(30) Y.C. Lam, Z.Y. Wang, X. Chen, S.C. Joshi (2007) Wall slip of concentrated suspension melts in capillary flows. Powder Technology 177 : 162-169

(31) Y.M. Joshi, A.K. Lele (2000) Unified wall slip model. J. Non-Newtonian Fluid Mech 94 : 135-149

関連したドキュメント