2011 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Creation of Science of Plasma Nano-Interface Interactions |
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| Project/Area Number |
21110004
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
佐々木 浩一 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (50235248)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
越崎 直人 産業科学総合研究所, ナノシステム研究部門, 研究グループ長 (40344197)
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| Keywords | 多相混在プラズマ / レーザー / アブレーション / ナノ材料 / 超臨界状態 / 液相 / キャビテーションバブル / 高圧相材料 |
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| Research Abstract |
本計画の3年目にあたる平成23年度には,以下の4項目の研究を実施し成果を挙げた。
(1)キャビテーションバブルのダイナミクスの高速動画撮影:高速度カメラを用いて,キャビテーションバブルによるシャドウグラフ像を高速動画撮影した。これまでに把握していたキャビテーションバブルに膨張・収縮・崩壊運動を確認したが,バブルの中心が鉛直下方にシフトする現象を当たらに観測した。
(2)アブレーション媒質水の加圧の効果:アブレーション媒質水を加圧することによりキャビテーションバブルのダイナミックスを制御できることを確認した。ナノ粒子の生成特性におよぼすアブレーション媒質水加圧の効果を調べたところ,加圧により生成されるナノ粒子のサイズが変化(減少)すること(レーザー散乱によるその場計測およびナノコロイドの吸光分光計測),および,ZnOナノ粒子の結晶構造を制御できることが分かった。
(3)超臨界水中でのレーザーアブレーション実験:超臨界水中でのレーザーアブレーションにより生成したプラズマは,同じ圧力の液相水中で生成したプラズマに比べて長寿命であり,空間的に広い範囲に輸送されることを示した。超臨界水中および亜臨界水中でレーザー照射されたチタンターゲットの表面に,それぞれ,ルチル型およびブルッカイト型の酸化チタン層が形成されることを見出した。
(4)非球形のアルミナ粒子に炭素粒子を混合したパウダーを作り,それを液中に懸濁させたうえで,非集光のレーザーパルスを照射することにより,真球状のサブミクロンサイズアルミナ粒子を合成することに成功した。アルミナ粒子の表面には炭素が存在したが,その内部には炭素不純物が存在しないことを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画調書に記載した研究項目については,ほぼ順調に研究が進行し,それぞれについて成果が得られている。狙い通りの研究成果が得られればもっともインパクトが高いと考えられる項目は次年度以降の取り組みとなる。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降に遂行予定の研究項目が,狙い通りの結果が得られた場合に最もインパクトの高い成果となる見込みであるため,それに全力で取り組む予定である。中間審査で課題として指摘された「計測とプロセスを結び付けてのナノ界面場の創出の明確化」についても,次年度以降の研究で結果を示していきたい。また,加圧液中でのレーザーアブレーションによる新規材料創製面でも,新しい結果の萌芽が得られており,これらについてのデータを蓄積して応用創出面でも成果を挙げたい。
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[Journal Article] Size-tailored ZnO submicron spheres : bottom-up construction, size-related optical extinction, and selective aniline trapping2011
Author(s)
H.Wang, M.Miyauchi, Y.Ishikawa, A.Pyatenko, N.Koshizaki, Y.Li, L.Li, X.Li, Y.Bando, D.Golberg
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Journal Title
Adv.Mater.
Volume: 23
Pages: 1865-1870
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Single-crystalline rutile TiO_2 hollow spheres : room-temperature synthesis, tailored visible-light-extinction, and effective scattering layer for quantum dot-sensitized solar cells2011
Author(s)
H.Wang, M.Miyauchi, Y.Ishikawa, A.Pyatenko, N.Koshizaki, Y.Li, L.Li, X.Li, Y.Bando, D.Golberg
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Journal Title
J.American Chemical Society
Volume: 133
Pages: 19102-19109
DOI
Peer Reviewed
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