2次元液中液滴の融合:印象派物理学と次元クロスオーバーの観点から

本研究の目的は、擬2次元系における液滴の融合現象の物理を、実験的かつ系統的に明らかにすることである。特に、我々の取った次元解析的アプローチは、当分野において液体の表面張力が関わる多くの現象解明に大きく貢献しており、本研究においても明確な物理法則を与えている。また本研究の特徴の一つである、擬2次元系と呼ばれる奥行方向に狭い系での流体の振る舞いの理解は、工業分野においても非常に重要である。擬2次元系における液滴の融合進行ダイナミクスについては、理論的・実験的に明確に捉えることができ、その内容は前年度及び前々年度においてそれぞれProc.Nat.Acad.Sci.及びJ.Phys.Soc.Jpn.Supp1.で発表した。そこで本年度は、核生成を含む融合初期に注目し、特に電場の存在と融合・日融合また界面の自己相似性について研究を行った。電場と界面の研究は、1964年のTaylorの研究を筆頭に基礎研究は現在も盛んに行われており、NatureやScienceといった雑誌にこの分野の論文が多数掲載され、重要課題として注目されている。その理由には、インクジェットプリンタ技術や塗装など、工業技術に対しても貢献度が高いことが挙げられる。本年度に行った内容は、以下の通りである。高圧電源装置を用いて電場の値に対する挙動変化を観測した。その結果、これまでに知られていた界面と電場の関係の再現に成功し、定量評価により電場と界面の挙動に法則性があることを見出した。この内容については国内外の学会等において発表し、多くの研究者の注目を集めた。

本研究の目的は、擬2次元系における液滴の融合現象の物理を、実験的かつ系統的に明らかにすることである。特に、我々の取った次元解析的アプローチは、当分野において液体の表面張力が関わる多くの現象解明に大きく貢献しており、本研究においても明確な物理法則を与えている。また本研究の特徴の一つである、擬2次元系と呼ばれる奥行方向に狭い系での流体の振る舞いの理解は、工業分野においても非常に重要である。擬2次元系における液滴の融合進行ダイナミクスについては、理論的・実験的に明確に捉えることができ、その内容は前年度及び前々年度においてそれぞれProc.Nat.Acad.Sci.及びJ.Phys.Soc.Jpn.Supp1.で発表した。そこで本年度は、核生成を含む融合初期に注目し、特に電場の存在と融合・日融合また界面の自己相似性について研究を行った。電場と界面の研究は、1964年のTaylorの研究を筆頭に基礎研究は現在も盛んに行われており、NatureやScienceといった雑誌にこの分野の論文が多数掲載され、重要課題として注目されている。その理由には、インクジェットプリンタ技術や塗装など、工業技術に対しても貢献度が高いことが挙げられる。本年度に行った内容は、以下の通りである。高圧電源装置を用いて電場の値に対する挙動変化を観測した。その結果、これまでに知られていた界面と電場の関係の再現に成功し、定量評価により電場と界面の挙動に法則性があることを見出した。この内容については国内外の学会等において発表し、多くの研究者の注目を集めた。