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書籍詳細

音響サイエンスシリーズ 7)

  音響バブルとソノケミストリー

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崔博坤 明大教授 工博 編著

榎本尚也 九大准教授 博士(工学) 編著

原田久志 明星大教授 理博 編著

興津健二 大阪府立大准教授 博士(工学) 編著

野村浩康 名大名誉教授 工博 著

香田忍 名大教授 工博 著

斎藤繁実 東海大教授 工博 著

安井久一 産業技術総合研究所 理博 著

朝倉義幸 本多電子(株) 著

安田啓司 名大准教授 博士(工学) 著

木村隆英 滋賀医科大教授 理博 著

近藤隆 富山大教授 獣医学博士・博士(医学) 著

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発行年月日:2012/11/08 , 判 型: A5,  ページ数:242頁   

ISBN:978-4-339-01327-6,  定 価:3,672円 (本体3,400円+税)

強力な超音波を液体中に放射すると音響バブルが発生し,物理的・化学的作用が生じる。ナノ材料創製,環境浄化などのソノケミストリー分野のみならず,ガン治療などの医用にまで広がっている。基礎から応用までを平易にまとめた。

【目次】

1. ソノケミストリー
1.1 ソノケミストリーとは
1.2 ソノケミストリーの歴史
引用・参考文献
1. ソノケミストリー
1.1 ソノケミストリーとは
1.2 ソノケミストリーの歴史
引用・参考文献

2. 超音波音場と気泡
2.1 音波の基礎
2.1.1 基礎方程式
2.1.2 音波の物理諸量
2.1.3 変量・定数の複素表示
2.1.4 音圧と粒子速度の関係
2.1.5 反射・透過
2.1.6 非線形伝搬
2.1.7 点音源からの音波の放射
2.1.8 音波の散乱
2.1.9 音波の減衰
2.2  気泡性液体中の音波伝搬
2.2.1 気泡性液体の基礎方程式
2.2.2 気泡の振動の式
2.2.3 気泡の振動特性
2.2.4 気泡性液体の速度分散と吸収
2.2.5 気泡性液体の非線形性
引用・参考文献

3. 音響バブルのダイナミクス
3.1 音響キャビテーションとは
3.1.1 キャビテーションとは
3.1.2 キャビテーションが起こる条件
3.1.3 気泡が膨らむ条件(Blakeしきい値)
3.2 気泡のダイナミクス
3.2.1 Rayleigh-Plesset方程式
3.2.2 Rayleigh収縮
3.2.3 気泡振動の数値シミュレーション
3.2.4 収縮する気泡内部での衝撃波生成
3.2.5 過渡的および安定キャビテーション
3.2.6 活性な気泡のサイズ
3.2.7 音響キャビテーション・ノイズ
3.3 気泡の成長と消滅
3.3.1 固体(粒子)表面からの気泡の発生
3.3.2 気泡の消滅
3.3.3 気泡核
3.3.4 気泡の成長(整流拡散)
3.3.5 気泡の成長(気泡の合体)
3.4 周囲との相互作用
3.4.1 第1ビヤークネス力
3.4.2 固体壁近傍での気泡収縮
3.4.3 液体中への衝撃波の放射
3.4.4 音響流とマイクロストリーミング
3.4.5 周囲の気泡の影響
引用・参考文献

4. ソノルミネセンス
4.1 ソノルミネセンスとは
4.2 シングルバブルソノルミネセンス
4.2.1 ソノルミネセンスの実験
4.2.2 発光の機構
4.2.3 発光スペクトルとパルス幅
4.2.4 その他の液体からのSBSL
4.2.5 その他のSBSL理論
4.3 マルチバブルソノルミネセンス
4.3.1 発光実験
4.3.2 発光の周期性
4.3.3 MBSLの溶存ガス・温度による影響
4.3.4 MBSLのスペクトル
4.3.5 アルカリ金属原子からのソノルミネセンス
4.3.6 種々の水溶液からのソノルミネセンス
4.3.7 種々の液体からのソノルミネセンス
引用・参考文献

5. ソノケミストリーのための実験技術
5.1 超音波発生装置,ソノリアクター
5.1.1 振動子
5.1.2 ソノリアクター
5.1.3 振動子の駆動方法
5.2 音場測定,音響パワー測定
5.2.1 音圧測定法
5.2.2 放射圧測定法(天秤法)
5.2.3 熱量測定法(カロリメトリー)
5.3 化学的定量法
5.3.1 KI法
5.3.2 ソノケミカル効率
5.3.3 化学反応場の可視化
5.4 再現性ある実験に対する注意点
引用・参考文献

6. 化学工業への応用
6.1 ソノプロセスとは
6.2 固液プロセス
6.2.1 洗浄
6.2.2 抽出
6.2.3 分離
6.2.4 凝集
6.2.5 分散
6.3 液液プロセス─乳化─
6.4 気液プロセス─霧化─
6.5 反応プロセス─重合など─
6.6 反応装置開発─スケールアップと最適化─
6.6.1 液高さの影響
6.6.2 液流れの影響
6.6.3 複数振動子の影響
6.6.4 ソノプロセスの実用化に向けて
引用・参考文献

7. 有機合成への応用
7.1 有機合成への応用
7.2 均一液相中の反応
7.3 固-液不均一相反応
7.4 液-液不均一相反応
7.5 固-固不均一相反応
7.6 他のエネルギーとの協奏効果
7.6.1 超音波照射下における光反応
7.6.2 超音波照射下における有機電解合成
7.6.3 超音波とマイクロ波
引用・参考文献

8. 無機合成への応用
8.1 無機合成への応用
8.2 超音波化学的な微粒子合成
8.2.1 超音波熱分解法
8.2.2 超音波還元法
8.3 超音波の物理的作用による粒子合成
8.3.1 核生成・結晶成長に対する超音波効果
8.3.2 溶解析出を伴う合成プロセスに対する超音波照射効果
8.3.3 超音波噴霧熱分解による無機合成
8.4 膜合成
8.4.1 めっき
8.4.2 陽極酸化
8.5 ものづくり・その他
8.5.1 超音波冶金
8.5.2 単結晶製造
8.5.3 粒子凝集
引用・参考文献

9. バイオ・医学への応用
9.1 生物学への応用
9.1.1 超音波の生体作用
9.1.2 熱作用
9.1.3 キャビテーション作用
9.1.4 非熱的非キャビテーション作用
9.1.5 超音波による活性酸素生成
9.1.6 熱分解ラジカルの生成
9.1.7 細胞膜の損傷と修復
9.1.8 アポトーシス誘導
9.1.9 超音波による遺伝子応答
9.2 医用診断への応用
9.2.1 超音波断層法
9.2.2 超音波ドプラ法
9.2.3 造影超音波法
9.2.4 分子イメージングへの利用
9.2.5 診断に用いられる超音波と安全性
9.3 超音波の治療への応用
9.3.1 遺伝子導入への利用
9.3.2 集束超音波の利用
9.3.3 低出力超音波の利用
9.3.4 薬剤効果増強への利用
9.4 産業への利用
9.4.1 殺菌への利用
9.4.2 発酵への利用
引用・参考文献

10. 環境関連技術への応用
10.1 有害有機化合物の分解と無害化
10.1.1 分解反応の起こる反応場の特徴と水の分解
10.1.2 芳香族化合物と有機フッ素化合物の超音波分解
10.1.3 分解生成物や照射時間が分解効率に与える影響と速度論
10.2 従来の浄化技術との相乗作用
10.2.1 超音波光触媒反応(光照射,光触媒添加)
10.2.2 他の浄化技術との連携
10.2.3 他の試薬や粉末の添加効果
10.3 環境改善・エネルギー関連
10.3.1 フロンの超音波分解
10.3.2 二酸化炭素の還元
10.3.3 有害無機化合物の改質と回収
10.3.4 バイオディーゼル燃料の製造

引用・参考文献
索引

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