/日本工業出版(株)/

■特集:いま、ソノケミストリーが面白い1
○ソノケミカル反応場における物理化学的作用を効果的に利用したナノ材料合成技術
/東北大学/林 大和・山中 俊輝・江波戸 優介・滝澤 博胤
超音波は、ナノ材料合成において非常に適した反応場である。本稿では、ナノ材料合成に最適な超音波の物理的効果・化学的効果を解説し、コストと環境負荷を両立するSDGs指向の様々なナノ材料合成プロセスについて紹介する。

○超音波を活用したコポリマーの構造制御に基づく新規な特性改質・制御法の開拓
/東北大学/久保 正樹
ポリマーを含む溶液に超音波を照射すると、分子量および組成が揃ったポリマーを獲得できる。本稿では、超音波によるコポリマー分解を活用して、温度応答性コポリマーの特性改質、特性制御を行った事例を紹介する。

○超音波ミストを用いたフェントン反応の気相応用に関する検討
/埼玉大学/伊藤 北斗・関口 和彦
フェントン溶液を超音波霧化することで反応活性なミストを生成させ、これを気相中の揮発性有機化合物(VOC)ガスの分解に応用する新たな空気浄化手法について検討を行った。UV光照射とフェントンの併用したフォトフェントン霧化により、気相ミスト中でもOHラジカルによるVOCガス分解を十分に発現できただけでなく、本手法は[H2O2]/[Fe2+]に依存せず、少ないFe2+濃度でもVOCガスを効果的に分解できる有用な手法であることが示唆された。

○光偏向現象を利用した集束超音波の観察
/明治大学/崔 博坤
細い光ビームを超音波に垂直に入射すると、光が偏向する。この光偏向現象とBackground-Oriented Schlierenを利用すると、簡単な光学系で集束超音波音場の可視化が可能である。1 MHz超音波に入射したスリット光の幅広がりから集束域での音圧も求めた。

○界面活性剤の超音波分解によるキャビティ界面領域についての検討
/静岡理工科大学/本田 兼吾・南齋 勉
超音波キャビテーションバブルの界面領域に着目し、様々なイオン性の界面活性剤の超音波分解を通して、界面領域における界面活性剤分子の挙動や、キャビティ表面電荷などについて検討した。

○超音波と活性炭を組み合わせた水中溶存貴金属イオンの回収
/信州大学/酒井 俊郎
低周波(28 kHz)超音波を塩化金酸(HAuCl4)水溶液に照射してもHAuCl4水溶液中の塩化金イオン([AuCl4]-)は回収されない。一方で、高周波(950 kHz)超音波をHAuCl4水溶液に照射するとHAuCl4水溶液中の[AuCl4]-は還元され手金ナノ粒子として回収される。さらに、950 kHz超音波と活性炭を組み合わせることにより、超音波が有する[AuCl4]-の還元作用と活性炭が有する[AuCl4]-の吸着作用、還元作用が相乗的に作用して、水中に溶存している[AuCl4]-を効率的に還元して、活性炭上に金粒子を析出させることにより回収することができる。また、[AuCl4]-を還元する作用を発現しない28 kHz超音波でも活性炭が共存することにより、水中に溶存している[AuCl4]-を還元して、活性炭上に金粒子を析出させることにより回収できる。

○超音波キャビテーションによるラジカル生成におけるナノバブルの役割
/長岡工業高等専門学校/土田 一喜・高橋 悠・村上 能規/(株)オーラテック/江口 俊彦
微細気泡の超音波キャビテーションに与える影響について、各種超音波発振器を用いた実験、2連式流通系を用いた実験等を行い、ナノバブルの超音波キャビテーション場への影響の可能性について検討した。

○超音波を用いた銅スラグ廃材からの有用物質シリカの超音波抽出法プロセス
/長岡技術科学大学/小林 高臣・Tri Phan Phuoc/福島工業高等専門学校/内田 修司
持続可能な資源確保の観点から産業副産物である銅スラグ廃材からの有用金属抽出技術は、重要となってくる。本稿では、廃棄物からのシリカの抽出技術について紹介し、特に銅スラグ廃材からの超音波活用による効率化について紹介する。

○液中プラズマ法によるナノグラフェン合成に及ぼす超音波の影響
/名古屋大学/安田 啓司・長谷川 健太・近藤 博基・堀 勝
アルコールなどからプラズマを使用してナノグラフェンを合成する際に、超音波を同時照射することによって、合成速度が増加し、結晶性が向上することが明らかとなった。

○マイクロカプセル及び微生物に対する超音波キャビテーションのフィルタ効果
/関西大学/西口 慶・長浦 駿・山本 健
超音波キャビテーションによってマイクロカプセルの粒子系分布をコントロールする粒径フィルタリング、および複数種の菌や細菌から任意の菌を不活性化する菌種フィルタリングの原理や実験結果を紹介する。

○ソノルミネッセンスを用いた新たなウルトラファインバブル計測に関する研究
/高知工業高等専門学校/秦 隆志
100 μm未満のファインバブルの内、1 μm未満のウルトラファインバブルは、その微小性から評価が困難であり、粒度分布測定から得られるデータをそのままウルトラファインバブルとして取り扱うことは不純物の混在も考えられるため難しい。本稿では、新たなウルトラファインバブル計測としてソノルミネッセンスを指標とした評価手法を紹介する。

○超音波反応装置
/新科産業(有)/中原 理暉
ソノケミストリーとソノプロセスの高効率化を図り、バッチ式および流通管式の直接照射タイプ、および間接照射タイプ等の研究用、および生産用超音波反応装置を紹介する。

■解説
〔超音波モータ〕
○極低温環境における物体の浮上実験
/岡山大学/神田 岳文
極低温冷凍機内で小型の圧電振動子に縦振動を励振し、光学窓よりレーザー変位計を用いて浮上距離の測定を行った。本稿では、極低温環境においても圧電振動子による物体の浮上が可能であることを紹介する。

〔超音波計測〕
○水晶振動子とコイルを用いたボルト軸力の非接触測定
/東京工業大学/長谷部 和彦・和田 有司・中村 健太郎
社会インフラのヘルスモニタリングのコスト削減のため、非接触の検査技術が求められている。本稿では、水晶振動子とコイルを用いた、ボルト頭部の変形に基づくボルト軸力の非接触検査手法について紹介する。

〔非破壊検査〕
○超音波透過法による金属内欠陥検出における縦波と横波の比較
/筑波大学/土井 岳・若槻 尚斗・海老原 格・水谷 孝一/東京海洋大学/宮本 隆典
角鋼片を対象とした透過横波超音波を用いる探傷技術の有用性をFDTD法シミュレーションで検証した結果、mmオーダーの欠陥を検出でき、縦波超音波を用いるより検出性能が優れ、振動方向を変えることで形状を推定できることがわかった。

〔圧電・超音波材料〕
○Laser Speckle干渉を用いた圧電デバイス振動子解析におけるレーザパルス法の応用
/東京都立大学/渡部 泰明・原 健悟
水晶振動子は、スマートフォンやPCなど電子機器に使用されている。水晶振動子に対しスペックルパターンの変化により、レーザースペックル法が存在しており、今回は高い検出感度をもつレーザーパルス法に焦点を充てて検討したものである。

〔超音波センサ〕
○矩形音源による反射点位置探索
/鳥羽商船高等専門学校/増山 裕之
矩形音源を用いた反射点位置探索に関して、音源駆動信号の形状を検討する。反射点位置探索において導出が必要な、相互相関関数が鋭く現れる信号を用いて、反射点探索結果が改善されることを、数値計算を用いて確認する。

〔医用超音波〕
○HIFUデバイスの自動焦点制御システムの開発
/山形大学/柳田 裕隆・三村 祐輝
HIFUは一般に凹面型超音波素子を使用しており、焦点距離を変更することができない。焦点の移動は素子位置の移動や回転などが必要である。本稿では、平面型リニアアレイを用いた焦点移動の電子制御について紹介する。

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