ファインバブルの基礎知識から有機合成を基盤とするグリーンものづくりの研究事例・将来展望
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バブル(泡)は日常的によく見られるものですが、実はその小さい泡が様々な業界で大きく役立っています。
バブルは、気体が液体もしくは固体の中に入って、表面張力により丸くなったものです。
液体中に生じたバブルは密度が小さいので、上昇して水面に出てきて、よく見かける泡になります。
シャボン玉と同じように、空気中の部分は薄い液体の膜からなりますが、次第に薄くなって壊れます。
近年、よく注目されているのはバブルの直径が100μm以下の微細気泡であり、それを「ファインバブル」とも呼ばれています。
ファインバブルはその直径の大きさによって、さらに「マイクロバブル」(1-100μm)と「ナノバブル」(1μm未満、「ウルトラファインバブル」とも呼ばれます)の2種類に分けられます。
目次
マイクロバブルが多数入った水は白濁しています。
水中をゆっくりと浮上して、溶解が進むと共にバブルが収縮して、消滅します。
ウルトラファインバブル(ナノバブル)が多数入った水は透明です。
微細なバブルは水中で浮上せず、刺激を与えなければほとんど溶解も浮上もしないので、数週間~数カ月の寿命があると報告されています。
浮力が小さい為、長時間液中でブラウン運動をしながら浮遊しています。
ブラウン運動の特徴として、レーザー光線を当てると、ウルトラファインバブル水はレーザー光線が浮かび上がります。
【図1 粒径の違いによるファインバブルの挙動の区別】
ファインバブル(マイクロバブルとウルトラファインバブル両方)共有の作用です。
水中に難溶性のオゾン気泡を効率よく溶解し、水中に溶解したオゾンで殺菌します。
生成したウルトラファインバブル(ナノバブル)は、気泡界面にマイナス電位を形成しています。
そのため、すぐに浮上することなくブラウン運動をしながら長期間滞在し、以下の性質を有します。
ファインバブルは大きな気泡にくらべて有用な性質を持っています。
これらの作用を活用すると、これまで使っていた薬品や化学物質の使用量を減らし、地球環境浄化や地球資源消費削減への貢献が期待できます。
(日本アイアール株式会社 特許調査部 H・L)