D1 ソーレー強制レイリー散乱法によるソーレー係数と交差拡散係数測定法の開発 Development of Soret Forced Rayleigh Scattering Techniques to Measure Soret Coefficient and Cross Diffusion Coefficient 研究の目的 Objectives 方法と範囲 Method and Ranges 最近の発表 Recent Publications 液体内のマイクロ・ナノスケール(Micro-Nano Scale)現象の理解や最適化のためには，物質拡散(Mass Diffusion)やソーレー効果(Soret Effect)の定量的な評価が重要となる．このような系の例として，フィルムの塗布乾燥による成膜過程などがある．物質拡散は濃度勾配を駆動力とする輸送現象であるが，ソーレー効果は温度勾配 (Temperature Gradient)を駆動力(Driving Force)とする現象である (Fig. 1)．また 3 成分(Ternary)以上からなる多成分系では，他の成分の濃度勾配を駆動力とする交差拡散(Cross Diffusion)が生じるため，2 成分系での現象からは予測困難な複雑な現象が起きる場合もある．これらの現象への理論的アプローチは未確立であり，実験による評価が求められている．本研究ではソーレー強制レイリー散乱(Soret forced Rayleigh scattering: SFRS)法と呼ばれる独自の手法を用い，殆ど測定例のない 3 成分系のソーレー係数および交差拡散係数の測定法を開発することを目的とする． SFRS 法では，加熱用レーザー(Heating Laser)を試料内部で 2 光束干渉(Two-Beam Interference)させ，試料に周期的な温度分布 (Temperature Distribution)を形成してソーレー効果を起こす．これにより生じる濃度分布(Concentration Distribution)形成の様子と，加熱終了後の減衰の様子を観察用レーザー(Probing Laser)の回折光 (Diffracted Light)強度の時間変化から観察することで物質輸送現象を評価する．SFRS は既に高い再現性と正確さで有機溶媒系 2 成分溶液の相互拡散係数とソーレー係数を測定できる段階にある．現在は 3 成分溶液測定のために 2 波長(Two-wavelength)観察用レーザーによる装置構築(Fig. 2)及び実験的検討を行っている．      S. Iwaasa et al., 10th Asian Thermophys. Prop. Conf., Jeju (2013). 岩浅ほか，第 51 回日本伝熱シンポジウム, (2014). 松浦ほか，熱工学コンファレンス 2014, (2014). 松浦ほか，第 35 回熱物性シンポジウム, (2014). H. Matsuura et al., 19th Symp. on Thermophys. Prop., Boulder, (2015) (to be presented). Fig. 1 Mass diffusion and Soret effect. Fig. 2 Experimental apparatus. (松浦，長坂) (Matsuura, Nagasaka)