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化学的振動反応を利用した化学→機械エネルギー変換

研究報告コード R013000390
掲載日 2003年10月1日
研究者
  • 馬籠 信之
  • 北畑 裕之
  • 相原 良一
  • 一野 天利
  • 吉川 研一
研究者所属機関
  • 京都大学大学院理学研究科
  • 京都大学大学院理学研究科
  • 理化学研究所
  • 京都大学大学院理学研究科
  • 京都大学大学院理学研究科
研究機関
  • 京都大学大学院理学研究科
報告名称 化学的振動反応を利用した化学→機械エネルギー変換
報告概要 化学的振動現象として知られるベローゾフ=ジャボチンスキー反応(BZ反応)を用い,反応によって生じる界面張力変化を活用することで,等温系で化学反応から「動き」を取り出す系を構築した。系のサイズをミリメートルレベルにし,界面効果を顕在化することで実現可能となった。BZ反応においては,用いる鉄触媒の色の変化から,酸化状態と還元状態を視覚的に確認できる。この時,溶液の界面張力は酸化状態と還元状態で異なり,酸化状態で大きくなることがわかっている。化学波(すなわち酸化状態の波)の空間幅はサブミリオーダーであるため,化学波が生じた場合,化学波の部分の界面張力が他の箇所と比較して局所的に増大する。このために生じるマランゴニ対流を活用することで,油層に浮かべた反応溶液が振動に同期して動くこと(図1),界面での物体の運搬が可能であること(図2),を明らかにした。
画像

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研究分野
  • 界面化学一般
  • 高分子固体のその他の性質
  • エネルギー変換一般
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 CRESTタイプ、分子複合系の構築と機能/研究代表者 吉川 研一(京都大学大学院理学研究科)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 馬籠 信之,北畑 裕之,相原 良一,一野 天利,吉川 研一. 化学的振動反応を利用した化学→機械エネルギー変換. 戦略的基礎研究推進事業 分子複合系の構築と機能 平成13年度シンポジウム,2001. p.57 - 57.

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