2018 Fiscal Year Research-status Report
バイオプラズマ研究を加速する空気と水の境界面反応のモデリング
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16K04998
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| Research Institution | Seikei University |
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Principal Investigator |
村上 朝之 成蹊大学, 理工学部, 教授 (20323818)
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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | プラズマ理工学 / モデリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、プラズマの生物・医療応用研究を格段に発展させるため「モデリングにより、空気と水の境界面の物理化学反応を解明する」ことを目的とする。
① 湿潤空気相におけるプラズマ粒子種を同定し、② 空気-水境界面における微視的な荷電粒子クラスタリング挙動、および ③ 巨視的な浸透・拡散反応を明らかにする。国際共同体制により実験研究と本モデルを統合し、理論・実験・計算の面から「どのプラズマ粒子が空気-水境界面まで届き、新たな粒子を生成しつつ、それを乗り越え、液相に浸透・拡散していくか」を明らかにする。
平成30年度は 予定していたスキーム SP3「空気-水境界面、特に液相側における巨視的現象に注目：プラズマ噴流により誘起される流れ場の特性、液中における流体的・化学的な変化の解明」に則り、液相モデリングを行った。特に、窒素ガスを用いたkHz電源駆動低温大気圧プラズマの生成する活性窒素種・活性酸素種と液体（純水および細胞培養液）の相互作用に注目した数値流体力学のモデリングを開発し、これまでに実績のあるプラズマ化学反応計算とのハイブリッド方式を確立した。
また、ここで得られた知見に基づき、大気圧プラズマの誘起する気液界面反応を解明する英国大学機関との国際共同研究、および大気圧プラズマの誘起する生体細胞反応の制御に関する所属機関内共同研究を推進した。
その結果、原著学術論文1編、国際会議招待講演1件、国際会議講演7件の業績を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初計画に沿って然るべきモデリング研究を行うことができ、気相反応・液相反応・生体反応モデルに関する極めて重要な知見を見出した。
国際的な共同研究・国内研究者との共同研究を推進しつつ、原著学術論文投稿ならびに国際会議招待講演を行い、効果的な成果発表を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
第10回マイクロプラズマ国際会議（2019/05/20-05/24）における口頭発表および論文投稿を行い、本課題の仕上げとする。今後も、英国クイーンズ大学ベルファスト・ヨーク大学・オックスフォード大学等との共同研究を継続する。
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| Causes of Carryover |
理由：10th International Workshop on Microplasmas (Kyoto, 2019/05/20-24)において当該事業の締めくくりとして相応しい研究成果を公表するため。予定題目 Reactive nitrogen/oxygen species in cold atmospheric nitrogen-oxygen plasmas。
使用計画：研究成果発表に関する支出を予定する。
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