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研究成果「二成分流体中のストークスの抵抗法則」に関する論文がJPSJのPapers of Editors' Choiceに選定

理工学研究科分子物質化学専攻 好村滋行准教授の研究グループ

理工学研究科・分子物質化学専攻・好村滋行准教授が、京都大学・福井謙一記念研究センター・岡本隆一特任研究員および慶應義塾大学・理工学部・藤谷洋平教授と共同で発表した「二成分流体中のストークスの抵抗法則」に関する論文が、日本物理学会が刊行する月刊誌 Journal of the Physical Society of Japan (JPSJ) [2013年7月22日発行] の Papers of Editors' Choice に選定されました。

概要

コロイド粒子とは、大きさが数ナノメートル〜数百ナノメートル程度の微小粒子のことである。このような微小粒子を含む液体をコロイド溶液といい、塗料や化粧品、食料品など多くの製品で用いられている。微小粒子の運動性はコロイド溶液の性質に影響を及ぼす。一成分流体中を運動する球状粒子が受ける抵抗力は1851年にストークスによって導かれており、「ストークスの抵抗法則」として知られている。

好村准教授らは、二成分流体中の粒子が受ける抵抗力を統計力学と流体力学を用いて計算した。二成分流体中では、どちらか一方の成分が粒子表面により高い親和性をもつため、粒子周辺に流体の濃度変化が生じる。粒子はこの濃度変化の「衣」をまとって、「着膨れ」した状態で運動するため、抵抗力は大きくなる。意外なことに、この抵抗力の増加は濃度変化を特徴付ける長さ(衣の厚さ)の6乗に比例することがわかった。

本研究の成果は、コロイド粒子の運動性を微小な温度変化で制御する応用技術などにつながることが期待される。

参考
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