2012 Fiscal Year Annual Research Report
Supercritical Plasma Processing
| Project Area | Creation of Science of Plasma Nano-Interface Interactions |
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| Project/Area Number |
21110009
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
後藤 元信 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 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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| Project Period (FY) |
2009-04-01 – 2014-03-31
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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 / メチルオレンジ / アラニン / オリゴペプチド / レーザーアブレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
亜臨界から超臨界中でのナノ界面でのプラズマを利用したプラズマプロセシング技術を創出することを目的とする。超臨界領域のみならず、密度ゆらぎによる局所的密度差界面、超臨界流体／液体界面等での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を目指した。また、パルスレーザー照射により生成するプラズマを利用したナノ材料調製における超臨界流体の役割を検討した。
(1) 放電プラズマ
特に常圧から超臨界領域の圧力でのガス・超臨界流体と液体界面での放電プラズマを利用した物質変換プロセスについて、研究を行った。メチルオレンジの反応、アラニンの反応について反応機構を解明することを目的に詳細に検討した。生成物の分析の他に、プラズマの発光強度の測定を北海道大学（佐々木教授）と共同で実施し、化学反応へのプラズマの関与を考察した。メチルオレンジの反応については電極材料と流体圧力の影響を受けること、結晶状固体が生成することが明らかになった。アラニンについてはアルカリ条件下でオリゴマー化が進行し、分解反応とオリゴマー化反応の関係、反応機構が明らかになってきた。
(2) レーザーアブレーション
金などの材料への超臨界流体中でのアブレーションにより生成するナノ粒子やクレーターの流体圧力依存性が極めて大きく、臨界点近傍で顕著な違いがみられることがわかった。その機構を解明するために北海道大学（佐々木教授）と共同でレーザーによるプラズマ発光強度の測定を行い、その圧力依存性を明らかにした。
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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・超臨界流体中ならびに液体／超臨界流体界面での放電プラズマ生成と分子変換への応用については順調に進んでいる。新にプラズマ生成法としてレーザー照射による方法を取り入れて、超臨界流体／固体界面でのアブレーションの研究を北海道大学（佐々木教授）と共同で行った。
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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、北海道大学との共同研究を始めた。超臨界流体中でのプラズマプロセスについては流通反応装置での研究を計画中である。さらに装置のマイクロデバイス化について他の研究グループとの連携を開始する計画である。
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