微細気泡

微細気泡の帯電と電位

直径が数十マイクロメートル以下の微細気泡は,マイクロバブルと呼ばれる. (最近では,さらに小径のナノスケール気泡などを含め,ウルトラファインバブルと呼ばれる場合もある.)

微細気泡.発生後30sec,60secの写真.
牛乳のように見えるため,ミルキーバブルと呼ばれることもある.
気泡径が光の波長以下になると光の散乱が微弱になり透明に見えるが,条件によっては液中に安定的に存在している.

微細気泡の帯電と電位

水中の微細気泡は,通常帯電していることが知られている. 従って,電場中ではその電界強度に応じた力を受けて,電場に平行に運動する. 周期的に電界の方向を変化させることにより,その振幅を計測するこで,帯電の度合いを計測できる.
ここでは,干渉画像法により気泡の直径も同時に計測している.

$\zeta$ :ゼータ電位
$v$:泳動速度
$\eta$:粘度
$\varepsilon$:誘電率
$E$:電界強度
$t$:交播電界周期
$L$:移動距離

\begin{align} v=\frac{L}{t} \\ \zeta = \frac{\eta v}{\varepsilon E} \end{align} (Smoluchowski,M.Z., J. Phys. Chem. 92 129-, 1918)

電界中を上昇する微細気泡の干渉画像.画面横方向の電界の符号を1Hzで変化させている.

実験装置.平行平板電極を設置し,一定周期の交播電界を印加する

干渉縞の計測画像から,電界に並行な方向の移動量を算出する.浮力による上昇および対流の影響を除去する必要がある.