| Project/Area Number |
22K18789
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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 21:Electrical and electronic engineering and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Ono Ryo 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (90323443)
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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 |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
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| Keywords | 活性種 / 大気圧プラズマ / 表面処理 / ポリマー / 表面反応 / プラズマ / 選択的供給 / モデリング / VUV法 |
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| Outline of Research at the Start |
大気圧プラズマを用いた固体、液体、生体等の表面処理では、プラズマで生成された活性種の表面反応が重要である。しかし、活性種の表面反応は計測が困難なため、その反応機構はよく分かっていない。本研究では、これまで困難であった活性種の表面反応計測を、申請者が開発した独自の手法で行い、さらにその計測結果をもとに表面反応モデルを構築する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we quantitatively measured the surface reaction of reactive species on polypropylene surfaces using vacuum ultraviolet photodissociative reactive species supply (VUV PRS) method, an original technique to selectively deliver reactive species such as OH and O, which are important in material surface treatment using atmospheric-pressure plasma. We succeeded in quantitatively measuring the rates of surface reactions of OH and O. The results also indicated the existence of a reaction in the reverse direction, where the reaction saturates or the surface modification degenerates due to an excessive supply of reactive species. Based on the results of this measurement, a simulation model of the surface reaction of reactive species was developed with the aid of quantum chemical calculations and molecular dynamics calculations.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
大気圧プラズマによる材料表面処理は、産業界で広く使われている。これら表面処理では活性種の表面反応が最も重要だが、その計測は困難でこれまで例がなかった。本研究では独自の技術を用いてこの計測を可能とし、ポリマー表面のOおよびOHの反応を計測した。また、この計測結果に基づく表面反応モデルの構築も行った。これまで経験則に頼らざるを得なかった大気圧プラズマ表面処理に、計測および反応モデルを導入した本研究の意義は大きい。また、大気圧プラズマは液面や生体への照射も行われており、本研究手法は将来的にこれらの表面反応解明にもつながる点でも意義は大きい。
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