| Project/Area Number |
22K18700
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 14:Plasma science and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Ito Tsuyohito 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (70452472)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | 金属有機構造体 / プラズマ生成種 / その場抽出 / 篩 / プラズマ / プラズマプロセス |
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| Outline of Research at the Start |
プラズマ反応場には、多彩な活性種が存在している。多彩な活性種の存在は、プラズマ特有の反応に寄与し利点となる一方、場合によっては反応制御を困難にする要因ともなっている。そこで本研究では、細孔サイズを多彩かつ高精度に制御可能な金属有機構造体(MOF)を用いた、新たなプラズマ生成活性種の選択的活用方法を目指す。プラズマとMOFを相互作用させ、(a)篩としてのMOFによるプラズマ生成活性種の選択的取り出しや、(b)特定活性種のMOF内での利用・反応、(c) MOF内吸着による特定活性種の保存・輸送、への可能性を検証し、「MOFを用いたプラズマ生成活性種の新たな選択的活用手法」の創出を導く。
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| Outline of Final Research Achievements |
In a propane-containing plasma atmosphere, the selective extraction of generated hydrogen molecules has been demonstrated. This was achieved using a Zeolitic imidazolate framework (ZIF-8) membrane. The extraction of hydrogen molecules from propane molecules reached up to 10 times the amount compared to the case without the membrane. It has been confirmed that the membrane’s sieving performance could be maintained for over an hour with the tested conditions. Overall, our experiments and calculations exploring the interaction between plasma and MOF (Metal-Organic Framework) yielded promising results regarding the potential of plasma-MOF interactions.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、MOFを用いたプラズマ生成粒子のその場抽出を実現している。MOFsが高い設計自由度を持つことから、他のプラズマ活性種に適用できる可能性も高い。MOFsによる分離を始めとするプラズマ生成種への働きかけは、利用したい活性種を取り出すだけでなく、環境から不要な物質を除去することで目的活性種の二次反応による消失を防ぐなど、プラズマプロセスの制御性を高める効果へつながることも期待できる。更に、吸着に関する実験を通じ、プラズマとMOFを用いた、高密度貯蔵や、高感度分子検出に関する今後の展開が期待できる成果も得られており、挑戦的研究(萌芽)にふさわしい成果を得ることができている。
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