2012 Fiscal Year Annual Research Report
液体電極プラズマの発生過渡現象の解明と有機・無機分析への応用
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24310100
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
高村 禅 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 教授 (20290877)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浮田 芳昭 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 助教 (40578100)
沖野 晃俊 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 准教授 (60262276)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / マイクロプラズマ / 環境分析 / 分析化学 / 液体電極プラズマ |
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| Research Abstract |
液体電極プラズマの発生過渡現象の解明と有機・無機分析への応用の為に、本年度は以下の研究を行った。得られた実績をまとめる。
1)プラズマの過渡現象の解明
プラズマの過渡現象の解明のために、分光的アプローチとシミュレーション的アプローチをとっている。分光的アプローチでは、まず電圧印加パルスの波形依存を調べる方針を立てた(沖野・高村)。放電の高出力化と安定性向上を目的として、実際に様々な波形およびの電圧を印加して放電の基礎実験を行ったところ、放電の生成条件などが明らかになり、また電源改良のための指針を得た。(沖野)
2)プラズマの気液界面の制御
プラズマの界面の動きを制御する方法として、(a)非対象流路と(b)圧力制御を試みた(高村・浮田)。
非対称流路ではある程度の感度アップが見られたが、より積極的に界面を制御する方法として、T字型の流路を作成し、液体の逃げを抑え、ガスの圧力を逃がす工夫によって、界面の移動を制御することに成功した。この流路を用いて、元素分析を行ったところ、界面濃縮を示唆する発光の増強が観察され、理論的な解析結果とほぼ一致するデータを得た。現在、データをより詳しく解析中である。また、(c)界面の動きを制御する方法として、溶液中の元素の逃げの抑制が期待できる流路を新たに設計製作した。現在データを取得中である。(高村・浮田)
3)モデリング
H25年度から開始予定の、モデリングについて打ち合わせ行い、ターゲットモデルと対象とするプラズマ条件の選定を行った。(沖野・高村)
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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
交付申請書に記載した、当初の計画に沿って研究は進展している。プラズマの過渡現象の解明は、もとから3年計画で、現在基礎実験の段階であり、次年度も継続して研究を行う。気液界面の制御では、予想よりも進展したが、課題も見つかった。次年度予定のシミュレーションについて、若干前倒しで行っている。以上を総合して、(2)概ね順調に進展していると自己点検・評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
界面制御のT字型流路は、概ね期待した通り動作したが、界面濃縮は思ったほど伸びなかった。これは、界面振動が影響していると考えられる。振動を減らすために、流路の材質を変更する等の検討が必要と考えられる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
界面制御のT字型流路の結果を受け、界面濃縮をより有効に作動させるためのチップ設計に、新たなアイデアを入れて時間をかけている。このため、その実験評価に利用する予定だった予算(基金分)をH25に執行する。
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