2022 Fiscal Year Annual Research Report
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20H00135
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
佐々木 浩一 北海道大学, 工学研究院, 教授 (50235248)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白井 直機 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (80552281)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | プラズマ・液体相互作用 / 界面近傍の液相 / 短寿命活性種 / 水ジェット / レーザー誘起脱溶媒和 / ルミノール化学発光 / 表面張力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低ガス圧誘導結合プラズマに水ジェットを入射する実験では，プラズマ生成のガスを酸素および水素に変更し，2021年度にヘリウムプラズマを用いて得た結果と比較した。ヘリウムプラズマでは水素および酸素がおよそ2:1の比で生成され，水ジェットとプラズマの界面において無電流で水の電解反応が生じると結論したが，水素プラズマにおいては酸素の生成レートが大きくなることが観察され，ヘリウムプラズマの場合よりも複雑な反応過程となることがわかった。
レーザー誘起脱水和では，低ガス圧誘導結合プラズマに入射した水ジェットにNd:YAGレーザーの4倍高調波を照射する実験において，水ジェットの電位をプラズマに対して負にバイアスしてイオンを照射したとき，水和電子の密度はイオンエネルギーに対して増加するが，水ジェットの電位をプラズマ電位付近にして水ジェットに電子を照射したときには，水和電子の密度は電子フラックスに対してほぼ一定となることを見いだした。また，Nd:YAGレーザーの4倍，3倍，および2倍高調波における脱水和の量子効率の比較から，水ジェットに存在する水和電子の水和エネルギーは既知の水和電子の水和エネルギーよりも小さく，部分水和の状態にあることを示唆する結果を得た。
ルミノールの化学ルミネッセンスによる水中の短寿命活性種の検出では， 液相化学反応に関する精密計算を共同研究によって導入し，化学ルミネッセンスの強度から水中の短寿命活性種の密度を導出することに目処を得た。
プラズマと相互作用する水の表面張力に関しては，水面を陰極とする直流放電において水面から液滴が放出される現象が表面張力だけでは決まらず，化学種の違いに起因する液滴の放出メカニズムが存在することを示唆する結果を得た。
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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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