嵐で出た油は、ほぼ水に溶けない界面活性剤として作用する油で、古代から海の波を鎮めるために使われてきました。[1] [2]歴史的には、海難救助を容易にし、航行の安全性を向上させるために、波の強度を弱めるために海面に油を注ぐなどして利用されてきました。[3] [4]ほとんど混ざらない流出油は界面活性剤として作用して表面に蓄積し、波が局所的に伸長または圧縮すると、濃度勾配が生じて接線方向のせん断力が誘発され、余分な散逸と減衰が生じます。[5] [1]この現象は後にベンジャミン・フランクリン、レイリー卿、アグネス・ポッケルスなどの人物によって発見され、科学的に調査され、表面張力と波の力学に関する科学的知識が総合的に深められました。[1] [4]
説明
多くの国の蒸気船や救命ボートは、20世紀末まで嵐油の搭載を義務付けられていました。[6] [7]米国海事訓練マニュアルには、救命ボートの一般装備品のリストに嵐油が含まれていました。[8]一方、1894年の商船法（57 & 58 Vict. c. 60）では、1998年までイギリスの船舶に嵐油の搭載が義務付けられていました。 [6] [7]安価な油として、植物油や魚油がよく使用されました。 [6]
油は水に対して減衰効果を持ち、水面の広い範囲に薄い層を素早く形成して波のエネルギーの一部を吸収します。[6] [9]これにより風が水面に沿って牽引されることがなくなり、波が形成されにくくなります。[10]
歴史
この習慣は、紀元前350年のアリストテレス、そして1世紀初頭の大プリニウスにまで遡ることができる。アリストテレスは、油をダイバーの目に塗ることで「水面を静め、光線が届くようにする」と述べている。捕鯨船は荒波の際、海を静めるために船体に鯨油を垂らしていたと言われている。[11] ベンジャミン・フランクリンは、 1757年に課税問題での交渉のためイギリスを訪れた際、波に対する油の鎮静特性を調査したことで有名であり、[1]ダーウェントウォーターなどの湖でその効果を実証した。フランクリンとウィリアム・ブラウンリッグとのやり取りから、フランクリンは1757年に船上でこの現象に初めて遭遇し、数年後にはブラウンリッグやジョン・プリングル卿と共に調査したことが分かる。[12]これがきっかけで、1774年6月2日に王立協会でこの話題が議論されることになった。フランクリンはイギリスの様々な池や湖で初めて制御された実験を行い、その結果を科学的な出版物として発表した人物でもある。 [13] [1]その後の研究者には、ストラット、[14] レイリー卿がいる。[1]同時に、ドイツのブランズウィックにある自宅のキッチンで作業していたアグネス・ポッケルスは、水の上の油の単分子層の特性について実験し、水の上の油層の厚さを約1.3ナノメートルと測定した。[15]表面膜バランス技術による嵐の油の研究は、後にラングミュアトラフなどのツールの設計に影響を与えた。[15]ポッケルスは、油が水を鎮静化する効果には、表面張力の低下だけでなく、粘性抵抗の増加も関係していると示唆した。[1
参考文献
- ^ abcdefg Lohse, Detlef (2023年12月10日). 「困難な状況における界面活性剤」. Journal of Fluid Mechanics . 976 . doi : 10.1017/jfm.2023.891 . ISSN 0022-1120.
- ^ Behroozi, Peter; Cordray, Kimberly; Griffin, William; Behroozi, Feredoon (2007年5月1日). 「水に対する油の鎮静効果」 . American Journal of Physics . 75 (5): 407– 414. Bibcode :2007AmJPh..75..407B. doi :10.1119/1.2710482. ISSN 0002-9505.
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- ^ SCRIVEN, LE; STERNLING, CV (1960年7月). 「マランゴニ効果」 . Nature . 187 (4733): 186– 188. Bibcode :1960Natur.187..186S. doi :10.1038/187186a0. ISSN 0028-0836. S2CID 5173559.
- ^ abcd 「状況によっては、船舶が意図的に石油を投棄することがある」対応・復旧局。 2018年1月26日閲覧。
- ^ ab "bag, oil". 国立海洋博物館. 2018年1月26日閲覧。
- ^ 「救命ボート、救命ボート装備およびいかだ」www.USMM.org . 2013年9月24日閲覧。
- ^ Peter Behroozi (2007年5月). 「油が水に及ぼす鎮静効果」. American Journal of Physics . 75 (5): 407– 414. Bibcode :2007AmJPh..75..407B. doi :10.1119/1.2710482.
- ^ Rob Waugh (2016年12月15日). 「大さじ1杯のオリーブオイルで湖全体の波が静まる様子をご覧ください」Yahoo! . 2018年1月28日閲覧。
- ^ 「『混乱の海』に油を注ぐ」Deep Sea News、2010年6月23日。 2018年1月26日閲覧。
- ^ 「ベンジャミン・フランクリンからウィリアム・ブラウンリッグへ、1773年11月7日」。Founders Online、2016年12月15日。 2018年1月28日閲覧。
- ^ Joost Mertens (2006年1月). 「苦境に立つ石油：ベンジャミン・フランクリンとオランダ船員の名誉」 . Physics Today . 59 (1): 36– 41. Bibcode :2006PhT....59a..36M. doi :10.1063/1.2180175.
- ^ 「IV. 水上での樟脳の挙動を検査するために必要な油量の測定」ロンドン王立協会紀要. 47 ( 286–291 ): 364–367 . 1890年12月31日. doi :10.1098/rspl.1889.0099. ISSN 0370-1662.
- ^ ab デリック, M. エリザベス (1982年12月). 「アグネス・ポッケルス, 1862-1935」 .化学教育ジャーナル. 59 (12): 1030. Bibcode :1982JChEd..59.1030D. doi :10.1021/ed059p1030. ISSN 0021-9584.
