失敗の研究

目次

イントロダクション

第1章 ムースの有用性
1 身の回りのムース
1.1 ムースにまつわる叙事詩
1.2 日々の食卓において
1.3 洗浄と化粧
1.4 自然に, または意図せず生じるムース
2 ムースの正体
2.1 物理化学的な構成要素
2.2 幾何学的および物理的な性質
2.3 力学的性質
3 ムースの利用法
3.1 種々の有用機能
3.2 浮遊選鉱の例
4 ムース性固体とその他のセル構造を持つ系
4.1 ムース性固体
4.2 セル構造を持つ他の系
5 実験
5.1 三通りのムース生成法
5.2 チョコレートムース

第2章 平衡状態のムース
1 あらゆる大きさのスケールでの記述
1.1 水・空気の境界面のスケール
1.2 薄膜のスケール
1.3 気泡のスケール
1.4 ムースのスケール
2 局所的平衡の法則
2.1 流体境界面の平衡
2.2 プラトーの法則
3 乾いたムース
3.1 隣接気泡数：トポロジー
3.2 気泡の形状：幾何学
3.3 トポロジーと幾何学
4 湿ったムース
4.1 理想ムース構造からの変化
4.2 浸透圧
4.3 重力の役割
5 2次元あるいは擬2次元のムース
5.1 2枚の板に挟まれた単層ムースの3次元的な構造
5.2 乾いたムースの2次元モデル
5.3 2次元の液体分率
5.4 2次元のムースの流れ
6 実験
6.1 表面張力と界面活性剤
6.2 2次元あるいは擬2次元のムースの形状と観察
6.3 シャボン玉のカーテン
6.4 ケルビンセル
7 問題
7.1 ムース中の境界面の面積
7.2 膜張力とラプラスの式
7.3 2次元のラプラスの式
7.4 オイラーの定理
7.5 2次元の気泡の周長
7.6 エネルギーと圧力

第3章 誕生，生涯，そして死
1 ムースの時間発展
1.1 拮抗する機構の競合
1.2 トポロジー変化の基本的過程
2 ムースの誕生
2.1 ムース性：界面活性剤の役割についての基礎
2.2 界面の性質とムース性
2.3 液体薄膜の性質とムース性
2.4 ムース性の微視的起源のまとめ
3 熟成（粗大化）
3.1 非常に乾いた気泡の成長率
3.2 気泡分布の時間発展
3.3 様々なパラメータの影響
4 排液
4.1 排液現象とは何か？
4.2 多孔性固体媒質中の流れに関するモデル
4.3 ムース：特殊な多孔性媒質
4.4 排液ムースの浸透性に関するモデル
4.5 排液の式
4.6 理論的予測と実験との比較
4.7 まとめとコメント
5 破裂と融合
5.1 １つの薄膜のスケール
5.2 ムースのスケール
5.3 ムース除去剤とムース抑制剤
6 補遺1：安定剤
6.1 低分子量の界面活性分子
6.2 分子量の大きな界面活性分子
6.3 界面活性剤と高分子電解質の複合物
6.4 磁性流体
7 補遺2：界面活性剤に起因する散逸モード：薄膜が定速伸長する場合
8 実験
8.1 シャボン薄中の流れ
8.2 ムース中の自由排液：気泡の鉛直方向への動きの観測
8.3 ムース中の強制排液：湿ったムースのフロントの観測
8.4 電気伝導率の測定によるムースの生成と消滅の観測
9 問題
9.1 スケール不変領域での指数
9.2 フルムキン状態方程式
9.3 ムースの排液と平衡の高さ
9.4 体積中および壁面での排液
9.5 自由排液：特徴的時間と排液曲線
9.6 3次元の真の圧力と2次元表面圧力

第4章 レオロジー
1 はじめに
2 複雑流体のレオロジー的な挙動への入門
2.1 構成法則
2.2 せん断試験
2.3 微小および巨大変形
2.4 複雑流体における応力テンソル
3 レオロジー特性の局所的な起源
3.1 乾いた単分散のムースのせん断弾性率
3.2 乾いたムースの塑性限界
3.3 散逸過程
4 ムースのレオロジーの色々なスケールでの性質
4.1 固体としての振る舞い
4.2 固体的挙動と液体的挙動の間の遷移
4.3 ムースの流れ
5 補遺：離散から連続へ
6 実験
6.1 T1型再配置の観測
6.2 流動限界の可視化
7 問題
7.1 ラプラスの法則
7.2 乾いた2次元ムースの弾性
7.3 球形の気泡の応力
7.4 2重分散の2次元ムースの弾性
7.5 ポインティングの法則
7.6 正方格子の応力と変形
7.7 弾性と塑性
7.8 乾いたムースの圧縮率
7.9 湿ったムースの圧縮弾性率

第5章 実験とシミュレーションの技法
1 実験技術
1.1 界面および孤立した薄膜の研究手法
1.2 ムースの研究方法
2 数値シミュレーション
2.1 静的構造の研究
2.2 動力学に適用されるモデル
3 画像の処理と解析の手法
3.1 画像処理
3.2 画像の解析
3.3 2次元ムースの特殊性
4 問題
4.1 ムース中の平均液体分率の測定
4.2 ポッツモデルにおける圧力

監訳者あとがき

記号

• 「Excel で試す非線形力学」
• 社会現象の計算機実験―MathematicaとExcelを使って
• Excelコンピュータシミュレーション - 数学モデルを作って楽しく学ぼう
• Excelによる振動系のダイナミクス
• 非平衡系の統計力学 (岩波基礎物理シリーズ (8))
• 非平衡系の秩序と乱れ
• 非平衡系の物理学
• カオス入門―現象の解析と数理
• 水滴系のカオス
• カオスの中の秩序―乱流の理解へ向けて
• 表面張力 (物理学one point 9)
• コロイドの物理学―表面・界面・膜面の熱統計力学 (物理学叢書)
• 『分子間力と表面力』
• 表面張力の物理学―しずく、あわ、みずたま、さざなみの世界 (物理学叢書 104)
• 印象派物理学入門 日常にひそむ美しい法則
• ムースの物理学:構造とダイナミクス (物理学叢書 110)
• 粉粒体の物理学―砂と粉と粒子の世界への誘い (物理学叢書)
• ソフトマター物理学 (物理学叢書 106)
• 土井_『ソフトマター物理学入門』
• 界面現象と曲線の微積分 (シリーズ・現象を解明する数学)