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周辺蒸気の制御によるマランゴニ対流の生成

韓国科学技術院(KAIST)の研究グループが、周辺蒸気の制御によるマランゴニ対流の生成とその分析を行いました。

この研究成果は、Journal of Colloid and Interface Scienceに掲載されています。


この記事は下記論文の紹介記事です。

論文:

Park, Jonghyeok, et al. "Control of solutal Marangoni-driven vortical flows and enhancement of mixing efficiency." Journal of Colloid and Interface Science (2019).

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979719313220



微小液滴の応用において、外部デバイスを使用せずに流量および混合を制御することは難しく、一つの課題になっています。


このような課題の対応策の一つが、揮発性液体の蒸気の適用です。

蒸気の制御により、蒸気媒介の溶質マランゴニ流を効果的に生成することができます。


このような背景から、同研究グループは局所的な表面張力を変化させることにより、蒸気媒介のマランゴニ溶質流を生成し、その制御に関して調査しました。

さまざまな揮発性液体とその蒸気濃度がフローパターンに及ぼす影響を体系的にテストしました。


さらに、蒸気源の数を変えることにより、複数の渦を生成および制御し、粒子画像流速測定(PIV)によってそれらを分析しました。提案された方法は、混合強化アプリケーションに適用されました。


これらの評価の結果、揮発性液体の表面張力に加えて、蒸気濃度も界面に沿った局所的な表面張力に影響を与え、これが内部流速を変化させたことを確認しました。

また、溶質マランゴニ流の流速と振動周波数を予測するために、実験結果とよく一致するスケーリング解析に基づく理論モデルを開発しました。現在の研究は、近い将来、低コストでポータブルなサンプルフロー制御および混合システムの動機付けになると考えています。


#マランゴニ対流 #微小液滴

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