氷温効果と過冷却状態の等価性に関する研究

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0℃より下の氷点直下前の温度つまり氷温温度に置き一種の冬眠状態にすると、食品の長期保存が可能であることが分かってきた。また、医学分野においては臓器の保存、移植に水の過冷却状態が重要な意味をもつ。このようにSuper Cooled Waterとその結晶化の問題は物理学の基礎的興味からだけでなく応用諸分野との関係において重要性が増している。本研究室ではこれらに関する予備的な実験を行い下記のような結果を得た。1. n-heptane中に微小水滴を懸濁させたものをガラス製の試験管に入れて試料とした。過冷却水エマルジョンの体積変化を測定したところ、水の純度に応じ、-32℃から-8℃付近で過冷却水滴が氷に相転移する際の体積増加を観測した。2. 直径1.4mmのサーミスタ温度計で水滴の温度をモニターしていたところ転移点で急激で大きな温度巾の昇温を捕捉した。巨視的水滴を用意する条件を見いだし、安定な過冷却水滴で実験することが可能となった。また、冷却器の発する騒音のでない無音冷却の方式を開発した。3. この環境で固化の瞬間をビデオ画像に捉えることに成功した。その際発生すると予想されるAE信号を捉えようと円筒型超音波受波子で信号検出を試みたが特性周波数帯にはそれらしきものは観測されなかった。本研究では、微小過冷却水滴が氷に相転移する瞬間の体積増と潜熱の吐出しを超音波AE信号と高速温度計で検出記録し、結晶化過程の時間推移を研究している。本補助金をかわきりにこの方向で今後も研究を進める予定である。