2012 Fiscal Year Annual Research Report
Science and applications of laser-induced multiphase plasmas
| 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, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50235248)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
越崎 直人 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 上席主任研究員 (40344197)
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| Project Period (FY) |
2009-04-01 – 2014-03-31
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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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| Outline of Annual Research Achievements |
本計画の４年目にあたる平成２４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によるシャドウグラフ像の高速動画撮影：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の膨張・収縮・崩壊運動を確認したが，主なキャビテーションバブルの他に定在する小さなシャドウが新たに観測された。
（２）レーザー誘起反応場のレーザー散乱計測：３重回折格子分光器の調整を進め，レーザー誘起反応場におけるレーザー散乱計測の実験装置を構築した。レーザー誘起反応場に散乱計測用のレーザー光を打ち込み，キャビテーションバブルに相当する空間からは水のラマン散乱光が観測されないこと，および，アブレーション後長時間が経過するとキャビテーションバブルに相当する空間からナノ粒子に起因する可能性のある散乱光を観測した。
（３）水中レーザーアブレーションによるブルッカイト型酸化チタンの合成：高温高圧水中に設置したチタンターゲットへのYAGレーザーパルスの照射によりブルッカイト型酸化チタンが合成されることを見出した。プロセスパラメータを変えた探索的実験から，高すぎる水温および高すぎるレーザーフルエンスがブルッカイト型からルチル型への転移を誘発することが見出された。
（４）金とコバルトのナノ粒子を原料とし，それらを分散させたアルコールにYAGレーザーパルスを照射することにより，数100マイクロメートルサイズの真球状の金・コバルト合金粒子を合成することに成功した。コバルトの存在比率はレーザー照射時間が長くなるにつれて増大した。金とコバルトは互いに非相溶性であり，通常の熱力学的プロセスではほとんど合金相が生成しないことが知られている組み合わせであることから，本プロセスの特異性が示された。
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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。難易度が高いと予想されていた研究項目に関しても，平成24年度の研究により進捗への目処が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
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」については，一例として，反応場の圧力制御により生成されるナノ粒子の結晶構造に影響を与えられることおよびそのときの反応場の変化に関する理解が得られているが，平成24年度の研究により進捗への目処が得られたレーザー誘起反応場のレーザー散乱計測に関して有意な結果が得られれば，さらに進んだ成果となるものと考えられる。また，全体を通じての目的のひとつである新しい材料合成技術に関する応用展開についても，最終年度でこれまで以上の成果を出していきたい。
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Research Products
(39 results)
