「用語の解説(3)- 4-4」を以下に示します。

用語の解説(3)- 4-4

  光マイクロバブルの「3物理現象」:光マイクロバブルの収縮運動、収縮に伴う負電位増加、発光の特性を有する3つの現象のことである。
   
 先日は、光マイクロバブルの収縮運動、負電位、発光の3者の関係において、最前者に関するやや詳しい解説を行いました。

 本日は、後ろ二者との関係を説明しておきましょう。

 事の始まりは、超高速旋回式光マイクロバブル発生装置において光マイクロバブルを発生させることにあります。

 そして、そのほとんどすべてが収縮し、その過程で自己エネルギーの高まりがおこります。

 この場合、自己エネルギーとは、光マイクロバブル内での圧力と温度が増加することを意味しています。

 また、この自己エネルギーの形成と高まりの起源は、気液二相の流体を超高速で旋回させた際に、その界面において強力な摩擦によって静電気が発生する、すなわち静電摩擦が起こることにあります。

 子供の頃、セルロイドの下敷きを脇に挟んでこすると静電気が発生し、それを髪の毛に近づけると、髪がよく吸い付いていたことを思い出します。

 いろいろなものをこすり合わせると静電気が発生し、そこには必ず、プラスとマイナスの電気(その大きさを電位ともいう)が発生します。

 通常、こすり合う面積が大きい方がプラス、小さい方がマイナスに帯電します。

 水と空気の摩擦の場合は、通常、前者がプラス、後者がマイナス帯電を起こします。

 この原理が適用されるからでしょうか、通常の気泡のほとんどはマイナスに帯電しています。

 問題は、その帯電の大きさですが、プラスのものに吸着しやすくなります。

 また、気泡自体が保有するエネルギーが大きいほど、その負電位(の絶対値)も大きくなる傾向にあると思われます。

 そこでまず、この負電位特性と収縮運動の関係を考察することにしましょう。

 そのために、「焦電効果」という新しい用語を紹介します。

 これは、対象としている現象の圧力が高くなると(負)電位も高くなるという作用のことです。

 圧力と負電位は、静電気的に重要な関係が存在していたのです。

 それらの関係を要約しますと、光マイクロバブルは自らの収縮運動によって、収縮を遂げるごとに内部の圧力を増加させていきますので、その圧力増加に伴って負電位を増大させるという焦電効果が働いていたのでした。

 私どもが実測した光マイクロバブルの不電位の計測結果においては、その直径が小さいほど負電位は増大するという傾向が認められました。

 これによって、光マイクロバブルの収縮に伴って、内部の圧力が増し、それと同時に負電位も増すという特性が明らかになったといってよいでしょう。

 この負電位の増大特性は、さまざまな技術的分野において非常に有効な結果をもたらすことになりました。

 負電位が増大すると、よりプラスのものを吸着しやすくなります。

 たとえば、有機物系の汚れはプラス帯電のものが多く、光マイクロバブルは、それに吸着して剥がすことで、簡単に汚れを落とすことができます。

 光マイクロバブルのお風呂に入るだけで汚れがさっと落ちてしまうのは、その原理が働くことによるものです。

 ほかにも、この負電位増大特性が役立つ分野が多く、優れものとして注目されています。

 ここで、もうひとつ重要なことを示しておきましょう。

 それは、光マイクロバブルの負電位特性は、光マイクロバブルの正体が身に纏(まと)った衣であるということです。

 ですから、衣が正体になることはありません。

 光マイクロバブルの正体が、さまざまに振舞うことに衣が正体の形や色を具現化させているわけですから、その正体を究明していくことが本筋といえそうです。

 これは、次に述べる発光についても同じことがいえますので、次回は、そこにやや詳しく分け入ることにしましょう(つづく)。

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 再びマリーゴールド、夕陽を受けて輝いている(大成研究所前庭にて)