凝集とオストワルド熟成の決定的な違いは、凝集では小さな塊が結合して大きな塊を形成することである。しかし、オストワルド熟成では、小さな粒子が溶液中に溶け出し、再堆積して大きな塊になる。

凝集とオストワルド熟成はともに、小さな塊から大きな塊ができること、例えば、小さな粒子が大きな結晶を形成することを説明する。この小さな塊同士が共有結合的に結合することで、粒子間の結合力が非常に高くなり、安定した大きな塊が形成されるのである。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 凝集とは 3. オストワルド熟成とは 4. 並置比較-表形式でのオストワルド熟成との融合 5. まとめ

合体は何ですか？

凝集とは、小さな塊が互いに結合して大きな塊を形成することである。これらの小さな塊は、液滴、気泡、粒子などであり、それらが接触すると合体して1つの液滴や粒子、気泡となることが多い。さらに、この反応は、雨粒の形成や星の形成など、さまざまなプロセスで起こりうるものです。

図01：マージ - 2つのバブルが結合して1つの大きなバブルを形成する

雲では、飛沫は上昇気流と下降気流によって運ばれるため、合体は雨の形成に非常に重要である。液滴同士を衝突させるのです。その結果、大きな雨粒が形成されるのです。この水滴が大きくなりすぎて、雲が保持できなくなると、雨として降り始める。液滴の速度が異なるため、液滴は衝突する。さらに、雲の液滴濃度や乱流も、小さな雨粒の合流に影響を与えることがあります。

オストワルト熟成は何ですか？

オストワルド熟成とは、粒子が溶解して再付着する過程である。したがって、非一様なシステムの時間的な変化を記述するものである。この現象は、固体溶液や液体ゾル、すなわち水-油エマルションで観察することができる。この溶解と再沈殿の過程を最初に報告したのが、科学者のヴィルヘルム・オストワルトであることから、オストワルトの名を冠した。

図02：ナノ粒子のオストワルド成熟化

このプロセスの主な理由は、粒子が大きい方が熱力学的に好ましいからである。同じ理由で、オストワルドの熟成過程も自然発生的なものである。アイスクリームに含まれる水の再結晶はこの一例で、小さな氷の結晶が集まって大きな氷の結晶が作られる。これにより、ざらざらとした質感が生まれます。同様に、このプロセスはエマルションシステムでも発生する可能性があります。ここでは、分子は小さな液滴から大きな液滴へと移動する傾向がある。

合体とオステワルド成熟の違い

凝集とオストワルド熟成はともに、小さな塊から大きな塊ができることを表現している。凝集とオストワルド熟成の大きな違いは、凝集では小さな粒子が結合して大きな粒子を形成するのに対し、オストワルド熟成では小さな粒子が溶液に溶けて再付着し大きな塊を形成する点である。

例えば、合体現象は小さな水滴同士が結合して大きな雨粒を作り、オストワルド熟成はアイスクリームの中で水の再結晶を引き起こす。凝集では大きな塊の形成のみが記述されるが、オストワルド熟成では小さな塊の溶解と大きな塊の形成が記述される。

以下のインフォグラフィックは、合併とオストワルドの熟成の違いをまとめたものです。

概要 - 合体 vs. オステワルド成熟

凝集とオストワルド熟成はともに、小さな塊から大きな塊ができることを表現している。しかし、凝集とオストワルド熟成の決定的な違いは、凝集では小さな粒子が結合して大きな塊になるのに対し、オストワルド熟成では小さな粒子が溶液に溶けて再付着し大きな塊になるということである。

引用

1 "コンバージェンス（物理）"。Wikipedia, ウィキメディア財団, 2019年9月11日, こちらからご覧いただけます。"オストワルド成熟"、ウィキペディア、ウィキメディア財団、2019年8月18日、ここで利用可能。 2 "オストワルド成熟"、ウィキペディア、ウィキメディア財団、2019年8月18日、ここ。