単一微小油滴の自励発振現象

单个微小油滴的自振荡现象

• 批准号: 12874065
• 负责人: 喜多村 昇
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12874065/
• 关键词: 単一油滴; 界面活性剤; 顕微分光; 自励発振; 振動数; 界面張力

界面活性剤を含む水溶液中にキャピラリー先端から微小油滴を生成させると、キャピラリー先端に保持された油滴自身が激しく自励発振することを見出した。本研究においては、この自励発振現象を顕微鏡下で観察するとともに、振動を支配する要因の解明やレーザー散乱法などを用いて、その発振周波数の決定を試み、その特徴を明らかにした。自励発振現象が起こるためには、水相中にsodium dodecylsulfateなど界面活性剤の存在が必要不可欠であること、油相としてはオクタノール、ノナノール、ブタノールなどの低極性ではなく、水への溶解性が適度に高い必要があることを明らかにした。極性の低いニトロベンゼンや、カチオン性・中性界面活性剤を用いた場合には、油滴の発振現象は確認できなかった。また、油滴サイズとしては直径150〜30マイクロメートル程度で観測され、発振の持続時間は約1時間半、周波数16Hzであった。油滴の振動が停止した後に、油滴に新たな油相を注入すると再び発振が始まった。以上のような知見から、以下のような発振機構を考察した。まず、油滴表面に界面活性剤が吸着する。その後、微量の油が界面活性剤とともに水相へ溶け出るが、その際に油滴表面の表面張力変化を生じ、これにより油滴が振動するものと考えられる。界面活性剤濃度が低下した油滴表面に改めて界面活性剤が吸着し、連続的に発振する。時間とともに、界面活性剤が油滴中に蓄積されると振動は停止する。フレッシュな油相を油滴に注入することにより、界面活性剤の飽和が緩和され、再び発振し始める。以上により結果を合理的に説明できた。

Tonic を interface activity in the aqueous solution containing む に キ ャ ピ ラ リ ー apex か ら tiny droplets を generated さ せ る と, キ ャ ピ ラ リ ー apex に keep さ れ た droplets themselves が excitation し く self-excited vibration 発 す る こ と を shows し た. This study に お い て は, こ の self-excited vibration 発 phenomenon を 顕 micro microscopically で す was 観 る と と も に, vibration を dominate す の る will interpret や レ ー ザ ー scattered method な ど を with い て, そ の 発 vibration cycle for の decided to try を み, そ の, 徴 を Ming ら か に し た. The self-excited vibration phenomenon が causes るために るために and にsodium in the aqueous phase Tonic の exist が dodecylsulfate な ど interface activity need not owe で あ る こ と, oil phase と し て は オ ク タ ノ ー ル, ノ ナ ノ ー ル, ブ タ ノ ー ル な ど の low polarity で は な く, water へ の high solubility が moderate に い necessary が あ る こ と を Ming ら か に し た. Low polarity の い ニ ト ロ ベ ン ゼ ン や, カ チ オ ン sex, neutral interface active tonic を い た occasions に は, oil droplets の 発 vibration phenomenon は confirm で き な か っ た. ま た, oil droplets サ イ ズ と し て は diameter 150 ~ 30 マ イ ク ロ メ ー ト ル degree で 観 measuring さ れ, vibration 発 の は 続 time about 1 and half time, cycle number 16 hz で あ っ た. After the oil droplets の vibration が stop し た に, oil droplets に new た な oil phase を injection す る と again び 発 vibration が beginning ま っ た. The above is the knowledge of ような ら, and the following is the investigation of <s:1> ような by the vibration control institution を た. Youdaoplaceholder0, the interfacial activator on the surface of the oil droplet に is adsorbed する. そ の が interface activity, trace の oil after tonic と と も に water phase へ solution け out る が, そ の interstate に droplets surface の surface tension - を じ, こ れ に よ り droplets が vibration す る も の と exam え ら れ る. When the concentration of interfacial activator is が low, the surface of the た た oil droplet is に and めて interfacial activator が is absorbed, and the 続 is に vibrated する. Time とと とと に に, に accumulation of interfacial activator が in the oil droplet されると vibration stops する. フ レ ッ シ ュ な oil phase を droplets に injection す る こ と に よ り, interfacial active tonic の saturated が ease さ れ, again び 発 vibration し beginning め る. A reasonable に explanation for the above によ によ result を is で た た.

项目成果

北川 文彦: "Photocyanation of Pyrene in an Oil-in-Water Mlusion System"Chemistry Letters. 2001(8). 786-787 (2001)

Fumihiko Kitakawa：“水包油体系中芘的光氰化”《化学快报》2001（8）786-787（2001）。

喜多村 昇: "Spectroscopic Evidence of Coorperative Binding of a Host in Molecular Hinge"Chemistry Letters. 2001(7). 720-721 (2001)

Noboru Kitamura：“分子铰链中主体协同结合的光谱证据”化学快报2001（7）720-721（2001）。

石坂 昌司: "Time-Resolved Total Internal reflection Fluorometry Study on Chemical and Structural Characteristics at Water/Oil Interfaces"Bulletin of Chemical Society Japan. 74(11). 1983-1998 (2001)

Masashi Ishizaka：“水/油界面化学和结构特征的时间分辨全内反射荧光研究”日本化学会公报 74(11) (2001)。

八尾浩史: "Mesoscopic String Structures of Thiacyanine J Aggregates in Solution."Chemical Communications. 9. 739-740 (2000)

Hiroshi Yao：“溶液中硫氰酸 J 聚集体的介观弦结构。”化学通讯 9. 739-740 (2000)

石坂 昌司: "Time-Resolved Total Internal Reflection Fluorometry Study on Polarity at Liquid/Liquid Interface"Analytical Chemistry. 73(11). 2421-2428 (2001)

Masashi Ishizaka：“液/液界面极性的时间分辨全内反射荧光研究”分析化学 73(11) (2001)。