日工の技術雑誌

超音波テクノ 2019年9-10月号
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U1909-10

超音波テクノ 2019年9-10月号

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■特集:生物音響:基礎から応用へ
○コオロギの聴覚刺激による生得的行動の修飾とその神経基盤
/北海道大学/小川 宏人・福富 又三郎・染谷 真琴
昆虫の聴覚器官は、同種の呼び歌や捕食者の探索音のような特定の音響刺激を検出するための特徴抽出器であると考えられてきた。しかし、最近我々は、コオロギが音響情報を行動のトリガーだけでなく、状況を判断し、生得的行動を変化させるためにも用いていることを示唆する研究結果を得たので紹介する。

○爬虫類の聴覚の多様性とその生態学的意義
/琉球大学/城野 哲平
爬虫類は系統的にヘビやトカゲ、ワニと鳥類、カメの3グループに大別され、鼓膜を備えた中耳はそのそれぞれで独立に進化したと考えられる。本稿では、多様な爬虫類の聴覚について現在までに明らかになってきたことを紹介する。

○FMコウモリをモデルとする物体の位置・材質の認識センサ
/東京大学/伊福部 達・藪 謙一郎
本稿では、FMコウモリの「反響定位」をモデルとした小型で安価な超音波センサを開発し、浴室内などのプライベート空間における見守りセンサとして有用であることを示し、本課題は生物音響学としても有意義であることを紹介する。

○外有毛細胞共鳴に基づく聴覚のメカニズム
/関西大学/洪 文甲・玉木 愛莉・北村 敏明・堀井 康史
可聴周波数20 〜 20,000 Hz、ダイナミックレンジ120 dB、周波数弁別能0.5%の人の聴覚はまさに究極の音響スペクトラム検出機構。従来説では説明がつかない聴覚メカニズムを、新説「外有毛細胞共鳴説」で解釈する。

○鳴音からマッコウクジラの体長を推定する
/(国研)海洋研究開発機構/岩瀬 良一
相模湾初島沖の深海底において、20年以上の長期間にわたる水中音響観測により得られたデータ中に検出されたマッコウクジラの鳴音(クリック)中のパルス構成を解析することにより、鳴音を発した個体の体長を推定した。

■特集:いま、ソノケミストリーが面白い 1
○超音波併用酸化処理によるオイルサンドからのビチューメンの低温分離と脱硫
/秋田大学/大川 浩一
オイルサンドからのビチューメンの低温分離と、その過程におけるビチューメン中の硫黄の脱離を同時に行うことを検討した。超音波と酸化脱硫を組み合わせることで良好な結果が得られた。溶媒として選択したテトラヒドロフランはオイルサンドを溶液中に分散するだけではなくビチューメンの粘度を下げることから、超音波による分離処理および酸化処理を促進させることがわかった。

○超音波を利用したナノワイヤー前駆体合成による新しいフレキシブル・曲面対応透明導電膜合成プロセス
/東北大学/林 大和
超音波を利用して低温・短時間・廃棄物レスで針状カルボン酸銀を合成し、ウェアラブルデバイス用フレキシブル透明導電膜、曲面などの高度な意匠性が求められるディスプレイ用の新しい透明導電膜合成プロセスを開発した。

○超音波を用いた低分散度感温性コポリマーの合成
/東北大学/久保 正樹
液相系におけるポリマーの合成には、塊状重合、溶液重合、乳化重合などがある。乳化重合に関しては、1990年代、2000年代に多くの研究がなされているので、本稿では、塊状重合、溶液重合に焦点をあてる。

○粘性液体のソノルミネセンスと気泡運動
/明治大学/崔 博坤・坂 宗法
音響キャビテーションでは、気泡内で高温・高圧状態が生じ、水分子が分解されてOHラジカルが作られたり、発光したりする。また、気泡が膨張するときには周囲に強い圧力波を放射する。粘性率の大きいグリセリン水溶液ではソノルミネセンスはどう変化するのか、それはどのような気泡運動によるのか、等について調べた。本稿では、NaClを混ぜたときに観測された特異なNa発光についても紹介する。

○強力超音波音場におけるキャビテーションバブルの挙動観察
/本多電子(株)/岡田 長也/日本医療科学大学/椎葉 倫久/桐蔭横浜大学/山内 忍・佐藤 敏夫・竹内 真一
強力超音波音場に直径3.5 mmの堅牢ハイドロホンを挿入したとき生じる音響バブルの挙動を観察した。ピンの装着で形状を変化させ先端に生じるバブル生成を緩和できたが、低周波数では側面にバブルが形成し影響を避けることは困難だった。

○超音波キャビテーションによるラジカル生成におけるマイクロバブルの影響
/長岡工業高等専門学校/村上 能規
マイクロバブルが存在する水溶液においてある特定の超音波を照射するとOHラジカルが増加し、アゾ色素の超音波分解の速度も加速する現象を発見した。本稿では、その結果について紹介するとともに、その理由について考察する。

○L-アスパラギン酸の冷却晶析における結晶形状に及ぼす超音波照射の影響
/(元)富山大学/山本 辰美
結晶形の制御が重要な晶析操作において、L-アスパラギン酸の冷却晶析では、超音波照射を併用することにより後処理が簡便になる柱状の結晶粒子が得られることがわかり、晶析行程を簡略化できる可能性が示された。

○超音波霧化濃縮における液滴中のアルコール濃度
/名古屋大学/安田 啓司
超音波霧化によって、各種アルコール水溶液を濃縮した。液面からの蒸発の影響を考慮し、液滴中のアルコール濃度を見積もった。液滴中のアルコール濃度はアルキル基が長いほど高くなり、試料濃度が50 mol%以上では100 mol%となった。

○ソノルミネッセンスに対する添加アルコールと分解生成ガスの影響
/関西大学/芝 航汰・山本 健/東北大学/水越 克彰
アルキル鎖長の異なるアルコールを添加し、超音波分解によって発生したガスの組成とソノルミネッセンス(SL)の変化を調べた。本稿では、照射時間の経過に伴うアルコールの超音波分解とSLスペクトル変化の相関について紹介する。

○ファインバブルを用いた洗浄技術
/高知工業高等専門学校/秦 隆志・西内 悠祐/(株)坂本技研 坂本 正興
近年、100μm以下で定義されるファインバブルの産業利用が始まっている。本稿では、産業利用の中でも先進的に進んでいる洗浄分野への利用について、固体粒子を衝突させるといった手法では得られないファインバブル(気体粒子)の洗浄効果について紹介する。

○超音波によるタンパク質凝集加速反応の周波数依存性
/大阪大学/中島 吉太郎・荻 博次
超音波照射によりタンパク質の凝集反応が加速されるが、この反応機構は未解明である。そこで我々は、超音波の周波数と凝集反応の関係を調査し、キャビテーションがその凝集加速機構に関連することを明らかにした。

○超音波によるウルトラファインバブルの生成と消滅
/本多電子(株)/朝倉 義幸
水に超音波照射するとウルトラファインバブル(UFB) の生成および消滅が同時に生じ、UFB数密度は平衡値に漸近する。平衡値は周波数が低いほど高くなり、超音波パワーには依存しないことが明らかとなった。

○ソノリアクターの評価方法
/本多電子(株)/朝倉 義幸・岡田 長也
超音波反応器であるソノリアクターや反応セル内の溶液に超音波が照射される場合、溶液内に投入される超音波のエネルギーや溶液内の音圧を知ることは、ソノケミストリーの学術・発展において非常に重要な要素である。ソノリアクター内の評価として、本稿では、天秤法、ハイドロホン法、カロリメトリーについて実験した結果を含め紹介する。

■特集:超音波等を適用したプラントの保守検査2
○高温超伝導SQUIDと超音波ガイド波を組み合わせた配管の全周検査技術の開発
/近畿大学/廿日出 好・東 雄貴
本稿では、通常の環境で動作する高温超伝導SQUIDグラジオメータ(勾配計)と磁歪式超音波ガイド波送受信技術を組み合わせ、アルミサンプル配管の全周検査を行った。欠陥信号分布について超音波シミュレータによる解析も行い、上記新技術の評価を行った。

○ウェッジ波を用いた液面レベルセンシング
/長岡技術科学大学/森 雅之・小川 曜史・本間 雄大・井原 郁夫/東京電機大学/松谷 巌
ウェッジ波の特徴を活かした超音波センシングの展開が期待されている。本稿では、水中と空気中でのウェッジ波の伝搬挙動を調べるとともに、その結果に基づいて、ウェッジ波を用いた液面レベル計測について検討した結果を紹介する。

■研究室紹介
○早稲田大学/先進理工学部 電気・情報生命工学科 柳谷研究室
/早稲田大学/木下 紗里那・柳谷 隆彦

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