2022 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis of functional composite thin films using a reaction field at a plasma/liquid interface
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19H01888
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
白藤 立 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (10235757)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
呉 準席 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (90533779)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | プラズマ / 液体 / 界面 / 材料プロセス / 薄膜 / 低分子量化 / マイクロコンタクター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までの研究では，EDOT（エチレンジオキシチオフェン）モノマー液体を重合させるために，気液界面プラズマ処理に加えて，乾燥工程が必要であった．本年度は，液体を局所化することによる乾燥工程省略の可能性と，重合の担い手の解明について検討した．また，昨年度に新たな方向性として見出された気液界面プラズマを用いた液中分子の低分子量化の高効率化についても検討した．
【EDOTの重合】ガラス基板上に5 μLのEDOT液滴を滴下し，ヘリウムガスを用いた大気圧プラズマジェット（APPJ，直径約5 mm）をそのEDOT液滴に照射したところ，EDOT液滴が広がるとともに，APPJ直下の直径約5 mmの領域内に黒色固体物質が形成された．APPJ照射時の液体の広がりは，基板を親水性のガラス板から撥水性フィルターペーパーに変更することで抑制された．これにより，乾燥工程を援用することなく，滴下した液滴すべてを黒色固体物質に変換することに成功した．得られた黒色固体物質の赤外吸収スペクトルから，その物質がEDOTの重合体であることを確認した．また，ガラス基板上でAPPJを照射した場合に，APPJ直下のみが重合したことから，重合の担い手がAPPJ中の短寿命活性種であることがわかった．
【低分子量化】液中分子の低分子量化については，創薬やサプリメント製造に応用可能なプロセスとなる．昨年度の研究により，気液界面プラズマが高効率低分子量化プロセスに適用できることが示唆された．本年度は，その高効率化を試みた．高効率化の方法として，マイクロホロー型誘電体バリア放電アレイ電極の表面に撥水性を付与したプラズマ・液界面マイクロコンタクターの概念を提案し，そのプロトタイプ装置を試作した．メチレンブルー水溶液の脱色レートによってその装置の性能を評価したところ，従来の液中プラズマの約85倍のエネルギー効率を有することが分かった．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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