マイクロバブルの科学と技術に関する難しい情報をやさしく解説し、深く考えることによってマイクロバブルの物語をよりおもしろくします。それをゆかいに展開させていきます。これが、あたかも燎原の火のように、それこそ国境を超えて、どこまでも広がり、国民生活と産業に深く分け入ることで、マイクロバブル社会が形成されることをめざします。夏休み特集・マイクロバブル物語(2)1.生い立ち(1)マイクロバブル発生の第1ステップ私(マイクロバブル)は、水と空気を回転させることによって生まれます。合、水は空気よりも重く、空気は水よりも軽い、という2つの流体の性質を利用します。石をヒモで結び、それを空中で振り回すと、石には遠くへ飛ぼうとする力が働(はたらき)ます。これを遠心力(えんしんりょく)といいます。これとは反対に、空気よりも軽いものを空中で回すとどうなるでしょうか。合、空気よりも軽い気体をどのようにして作るかが問題となりますが、それはロウソクを燃やすことによって簡単に得られます。燃えた炎は周囲の空気よりも温かく軽くなって上に運ばれます。椅子(いす)にすわって、燃えるロウソクをかかえたまま回転しますと、その炎は、どちらに傾(かたむく)くでしょうか。実験をしてみますと、それが内側に傾くことが、すぐにわかります。この内側に向かって炎に働く力を「向心力(こうしんりょく)」といいます。それでは、水と空気を一緒に回転させたらどうなるでしょうか。すると、水には遠心力が働き、空気には向心力が同時に働きます。その結果、装置内では、水は外側に、空気は内側に集まろうとしますので、装置の中心軸上に、あたかも竜巻のように回転する気体の「空洞部」が形成されます。これで液体部と気体部が回転しながら分離されますので、これを「遠向心分離(えんこうしんぶんり)作用(さよう)」といいます。このように、外側で回転する液体と内側で回転する気体を同時に形成させるようにすることが、マイクロバブルを発生させるための第1ステップとなります。次の問題は、水と空気を回転させる回転数が非常に大きいことです。その回転は、1秒間に400~600回転もという、非常に早い回転であり、これを「超高速回転(ちょうこうそくかいてん)」といいます。この超高速の回転数が、通常の場合と大きく異(こと)なるのです。そこで、水の中で回転するもの、容器の中で液体が回転するものについて調べてみましょう。これらには、船のプロペラやポンプなどがあり、その動力は「モーター」と呼ばれるものです。このモータの回転数は、通常、1秒間に、せいぜい50回転ていどですから、マイクロバブルの場合は、その約10倍も速いのです。ほかにも、この世の中で早く回転するものをしらべてみましたが、一番速く回転するものはジェット機のエンジンに使用されているターボモーターで、これは、1秒間に1600回転も回ります。これにはかないませんが、同じタイプのエンジンがスペースシャトルに組み込まれました。この回転数は、1秒間に600回転で、マイクロバブルを発生するときの回転数とほぼ同じです。これらは、空気のなかでの回転ですから、私の知るかぎり、水の中で空気を超高速で回すことなど、だれも試みたことがなかったのではないかと思っています。したら、世界中の誰も経験したことがなかったことを実現したのかもしれません。あれば、誰も知らない結果が出てきてもふしぎではないのです。マイクロバブルは、その生い立ちからして、未知の問題が伴っていたのです。呼ぶことにしていますが、これは、これから新たに作り上げる学問といえます。みなさんが、大人になるころには、この新しい学問も立派に成長しているかもしれません。そのためには、昼も夜も、気の遠くなるような「研究」という努力が必要になります。その新しい学問が、世界に先駆けて、この日本で打ちたてられるとよいですね。マイクロバブルとしての私は、それを誇りにしたいと思っています。みなさん、私のためにもがんばってくださいね。22:54私は小学5年生で、夏休みの自由研究のテーマを考えています。学問は世の中に存在するのですか?私の父は東京の大学で水の研究をしていますが、「そんなの存在しない」って言っています。さまコメントありがとうございます。同じ名前の方が私の身近にもいますので、すこし親しみを感じました。ご質問の第1は、秒速600回転の回転数をどのようにして計ったかということですが、それには、「高速度カメラ」を用いました。最初は、1秒間で5000枚(コマ)撮影できる方法で行いましたが、それではよくわからず、毎秒1万コマで撮影しました。すると、その回転数が間違いなく明らかになりました。速い回転で、これを超高速回転と呼ぶことにしました。いう用語は、お父さんがおっしゃられていることが正しく、それは、これから学問として打ち立てる必要性があると、私が最近主張し始めたことです。研究者のなかには、それが大切だと賛同される先生もおられます。新しい学問をつくることになりますので、お父さんのような返事があることは自然のことと思います。夏休みの自由研究に、本ブログが少しでも役立つとうれしく思います。