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“超音波によって物質の形や性質を変えます” 超音波霧化・超音波凝集・超音波乾燥

理工学部 電気工学科 特任教授 三浦 光
 強力な超音波を液体や気体に照射することによって、それらの形や性質を変えることができます。
 例えば、空中超音波を液体に照射することによって、液体を微粒化(霧化)することができます。また、PM2.5などの微粒子を含んだ空気に超音波を照射することによって、それらを凝集し除去することや、嫌な匂いを取り除くこともできます(円筒形状の写真)。更に、濡れた布に超音波を照射することによって乾燥を促進させたり、冷凍物の解凍を早くさせたりもできます。
 これらのためには、かなり強力な超音波を発生させるための音源が必要ですので、それぞれの用途に合わせた色々な音源の開発を行っております。空気中に強力な超音波を発生させるためには,写真に示したような四角い金属の板を振動させて行います。また、放射された音波を有効に使うことも必要ですので、定在波音場などの音場形成の研究も行っております。空間に定在波音場を形成することにより,音場に滴下した液体を非接触で微粒化できます。これらの音場は非常に強力ですので、小さな物なら空中に浮かせること(空中浮揚)ができます。
 超音波振動する面に置いた水滴は一瞬で霧化するのですが、その様子をハイスピードカメラで鮮明に撮影したスーパースローモーション映像(1秒間に4,500コマ)を公開していますので、見てください。動画中で、水滴から飛び出している一粒、一粒が霧になります。
https://www.youtube.com/watch?v=KizjMY4f8a0&feature=youtu.be
詳しくは、本研究室のホームページhttps://www.ele.cst.nihon-u.ac.jp/miuralab/を見てください。

<メッセージ>
 超音波は人間には聞こえない音ですが、音楽と同じように楽しい音です。私たちは超音波とともに人々の暮らしを豊かにし、社会に貢献することを願っています。これからますます広がっていく分野ですので、皆さんと一緒に新しい世界を拓いていきましょう!
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