2011 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Creation of Science of Plasma Nano-Interface Interactions |
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| Project/Area Number |
21110009
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
後藤 元信 熊本大学, バイオエレクトリクス研究センター, 教授 (80170471)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 満 熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (40363519)
キタイン アルマンド 熊本大学, 自然科学研究科, 助教 (50504693)
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| Keywords | 超臨界アルゴン / 超臨界二酸化炭素 / ナノパルス放電 / 亜臨界水 / アラニン / オリゴペプチド |
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| Research Abstract |
急峻な立ち上がりを有するナノ秒パルス放電による非熱平衡プラズマは,雰囲気流体を乱すことなく,放電による活性種を提供できる可能性がある。超臨界流体ナノバブルにおける超臨界流体/液体界面および超臨界流体中で形成したマイクロエマルション界面での放電プラズマを利用した材料プロセシングおよび物質変換手法の開発を目的とした。本年度は、超臨界流体ナノバブルを形成しうる装置製作、およびそれを利用した有機化合物の重合反応試験を主に行った。その結果、目的とする装置作製が完了し、超臨界アルゴン-アラニン系でのオリゴペプチド合成に成功した。
同軸円筒状電極を有するナノパルス放電形成・化学反応装置を新たに設計・製作した。反応に関与する放電プラズマ領域を拡大した。高電圧パルス放電対応装置としては世界初である。同軸円筒対ワイヤー電極とすることにより,放電エリアが大幅に拡大し,反応効率の大幅向上が期待できる。また、コロナ状放電が確認できた。
超臨界二酸化炭素中や超臨界アルゴン中におけるパルス放電プラズマによるアラニンの重合化(オリゴペプチド合成)を目指した実験を通じて,超臨界流体中で形成されるナノパルス放電プラズマがアミノ酸と作用し、重合反応を生起する世界に前例のない新規な反応場の確立を目指した.MALDI-TOF-MSのピロール処理後から、高分子量化合物(ピロールのオリゴマー:130～440AMU)が形成された。水面システム中パルス放電プラズマは排水の有機汚染物質や染料(オレンジG、オレンジII、コンゴレッド、ナプトールブルー)を分解するのに有効であった。脱色率が増加し、電界エネルギーの増加によりピークパルス電圧およびパルス数とともに増加した。
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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
亜臨界・超臨界流体中での放電プラズマ生成と臨界点近傍の現象の計測と分子変換については順調に進んでいる。液体/超臨界ナノ界面の形成およびプラズマ形成については液体/超臨界流体界面での放電プラズマの生成および分子変換への応用は順調に進んでいるが、ナノ界面(ミスト、ナノバブル)については装置上の問題があり、解決のため新規な方式を工夫しており、実験はやや遅れている。マイクロ波については順調に進んでいる
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| Strategy for Future Research Activity |
処理中の発生ラジカル等の計測、界面での静的・動的挙動の理解を通して現象を解明し、処理メカニズムを明らかにするために、装置を工夫しており、新規な結果が得られる予定である。超臨界流体/液体界面、超臨界流体中で形成したナノ界面での放電プラズマを利用した材料プロセシングおよび物質変換手法の構築については高圧でのナノ界面形成法について工夫しており、ある程度実験方針が決まった。レーザーによるプラズマ形成についても研究を開始する予定である。他の研究グループとの連携を密にして、新しい融合研究を開始する計画である。
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Research Products
(7 results)
