【粉体】Vol.1　粉体とは

2020年03月05日

物質は、「固体」、「液体」、「気体」の3種類の状態に分類されます。形状と体積の観点から簡単に説明すると「固体」は形状と体積がともに変化しない状態、「液体」は形状は自由に変化するが、体積は変化しない状態、「気体」は形状も体積も自由に変化する状態のことです。
それでは、「粉体」とはどのような状態なのでしょうか。
（正確には、「固体」と「液体」も形状と体積は変化します。）

粉体の定義

「粉体」は、「固体粒子（微小な固体）の集合体」と定義されています。定義によると「粉体」は「固体」に分類されそうですが、そうではありません。
この定義で注目すべきことは「集合体」であるということです。

粒子１粒１粒は固体なので、もちろん形状も体積も変化しませんが、その集合体である粉体は形状も体積も自由に変化させることができます。つまり、粉体は「固体」でありながら「液体」や「気体」の性質を持つ状態となります。

粉体の用途

身の回りの粉体を探してみると、砂や小麦粉など容易に挙げていくことができます。つまり、粉体は私たちの生活の周りの至る所に溢れており、何も特別のものではないということです。実は産業界でも同様で、粉体は多くの業界で使用されています。

産業界における粉体の用途は大きく3つにあります。1つ目は小麦粉や粉調味料のように製品そのものが粉体であるものです。2つ目は錠剤のように原料が粉体であるものです。最後に、3つ目は燃料や触媒のように製品の製造工程で粉体を使用するものです。その他にも用途ではありませんが、切削などの加工時に発生した破片などの不要物も粉体である場合が多くあります。

実際に、食品業界、製薬業界、化学材料業界に始まり幅広い業界で粉体は使用されています。例えば、自動車業界では鋳造部品の型に粉体である砂が使用されたり、資源・エネルギー業界では火力発電で粉体である石炭を燃料として使用していたりします。

このように粉体はあらゆる所に存在しており、様々な形で私たちの生活を支えています。しかしながら、私たちの粉体に関する理解はまだまだ足りていません。粉体には多くの課題が残されており、粉体を理解していくことは今後の私たちの生活をよくしていくために必要なこととなります。少しでも粉体を理解していくために、粉体について解説していくとともに粉体の理解を促進させるとして注目される粉体シミュレーションについて記載していきます。

[From K. Yamaguchi]

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