しばらく、このシリーズを中断していましたが、これから再開を試みることにしましょう。

 前回の記事までにおいて、マイクロバブルの発生直後からの9ヘルツ振動について言及してきました。

 この現象の発見は、これまでのマイクロバブルの物理化学的特性に関する考え方を根本的に変えることになりました。

 マイクロバブルは、一時としてじっとしてはおらず、常に振動しながら収縮していく、これがマイクロバブルの本質的な挙動として認識されなければならない、これがマイクロバブルの実態の実態に関する真実がある、このようにいって差し支えないでしょう。

 マイクロバブルは収縮してマイクロナノバブルへと変化し、さらに、それがナノバブルへと移行していきます。

 おそらく、私の推察では、この動的挙動は、それらのマイクロナノバブル、ナノバブルへと受け継がれ、それぞれ固有の特徴を示すようになるのではないか、そこに多様で特有の物理化学的世界が繰り広げられるのではないかと思います。

 さて、前回の記事では9ヘルツ振動、すなわち、9ヘルツの圧力変動が、その収縮過程において何を運動学的にもたらすのか、その問題を提起するところで終わっていました。

 この問題を考える起点は、マイクロバブルが発生させられた直後の圧力が、どうなっているのか?にあります。

 すでに述べてきたように、マイクロバブルが生成される際の装置内の旋回空洞部の圧力は、マイナス0.06MPaですので、その発生直後のマイクロバブルの圧力には、この負圧状態が維持されているはずです。

 このとき、マイクロバブルの周囲は常圧に近い正圧状態ですから、ここでマイクロバブルの内外に圧力差が発生し、これが9ヘルツ振動を伴う収縮運動の引き金となります。 

 この周囲の正圧の影響を受けたマイクロバブルは、その収縮によって内部圧力を高め、周囲と同じ圧力状態になろうとします。

 しかし、この正圧化が周囲から急激に起ころうとしますので、その反動で、今度は逆に膨張に転じるようになり、これが9ヘルツ振動を有する圧力変動の開始に至ります。

 この負圧状態から正圧化がゆるやかに起こったならば、その9ヘルツの圧力変動は減衰し、マイクロバブルの内外における圧力が等しくなって、この運動は停止に至ります。

 ところが、この圧力変動は停止せず、その変動サイクルが維持され、より小さなマイクロバブルへと収縮運動を繰り返していくのです。

 マイクロバブルは、9ヘルツの圧力変動を伴いながら収縮していく、ここに、マイクロバブル特有の収縮特性が存在しているのです。

 なぜ、このようなことが可能になったのか、これは、そのメカニズムを詳しく解明しないと理解できないことですが、その検討を行う前に、もう一つ重要なことを述べておく必要があります。

 それは、マイクロバブルが収縮してナノバブルまでに至る時間、すなわち寿命時間の問題です。

 私どもが観察・計測してきたデータを踏まえますと、その寿命はたかだか数十秒です。

 その寿命時間を直径20㎛から読み取り開始すれば、それは数秒であり、比較的短時間の寿命を示しています。

 これに対し、ある研究者のデータにおいて、その寿命時間が非常に長い(たしか、私どものよりは約10倍であったと記憶しています)ものを見かけたことがありました。

 おそらく、このようにゆっくりと収縮していくマイクロバブルにおいては、上記のような圧力変動が発生しにくいか、発生してもわずかな変動でしかないのではないか、このよう推測が可能になります。

 そして、このようなマイクロバブルでは圧力変動の発達も起こりませんので、後述するマイクロバブル固有の物理化学的特性も出現しない、あるいは、出現したにしても微々たるものに留まってしまうといってもよいでしょう。

 このことを踏まえますと、9ヘルツの圧力変動を伴う収縮運動が、比較的短時間(数十秒以内)において発生することで収縮速度が維持され、その後期における収縮速度の増大に至ることが非常に重要であるということができます。

 以上を概念的にまとめてスケッチしますと次のようになります。

 次回は、そのことについてより詳しく説明を加えることにしましょう(つづく)。 

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                                      マイクロバブルの圧力変動の発達問題