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プラズマ電気化学の基盤確立と材料プロセスへの適用

研究課題

研究課題/領域番号 15H03584
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマエレクトロニクス
研究機関首都大学東京

研究代表者

杤久保 文嘉  首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (90244417)

連携研究者 白井 直機  北海道大学, 大学院工学研究院, 准教授 (80552281)
篠原 正典  佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 准教授 (80346931)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2015年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワードプラズマ電気化学 / グロー放電電解 / プラズマ誘起液相反応 / ナノ粒子生成 / 磁性ナノ粒子 / 溶存酸素 / 表面処理 / 放電プラズマ / 液相反応 / 親水化処理 / プラズマ化学 / ナノ材料 / 磁性粒子
研究成果の概要

グロー放電電解によって液中に誘起される液中反応をプラズマ電気化学と位置付け,その学術基盤確立と材料科学への展開を目的とし,プラズマ電気化学反応による①液中反応の評価,②磁性ナノ粒子生成,③固体表面処理(官能基修飾)、を具体的課題として研究を行った。液中反応は,プラズマから液面へ入射する電子・イオン・活性種によって液中気液界面層の極薄い領域に誘起される反応を起点として展開することを明らかにした。この応用として,Au/Ag複合ナノ粒子,及び,マグネタイトナノ粒子を生成し,その生成過程について検討した。また,ポリプロピレンを対象材料として,プラズマ電気化学による親水化処理を行った。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (38件) (うち国際学会 18件、 招待講演 8件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Synthesis of magnetic nanoparticles by atmospheric-pressure glow discharge plasma-assisted electrolysis2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Shirai, Taketo Yoshida, Satoshi Uchida and Fumiyoshi Tochikubo
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 号: 7 ページ: 076201-076201

    • DOI

      10.7567/jjap.56.076201

    • NAID

      210000148009

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of liquid flow induced by atmospheric-pressure DC glow discharge in contact with liquid2017

    • 著者名/発表者名
      F. Tochikubo, T. Aoki, N. Shirai, and S. Uchida
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 56 号: 4 ページ: 7-7

    • DOI

      10.7567/jjap.56.046201

    • NAID

      210000147531

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of magnetic nanoparticles by atmospheric-pressure glow discharge plasma-assisted electrolysis2017

    • 著者名/発表者名
      N. Shirai, T. Yoshida, S. Uchida, F. Tochikubo
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 印刷中

    • NAID

      210000148009

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Numerical simulation of atmospheric-pressure DC glow discharge using liquid electrode with noble gas flow2018

    • 著者名/発表者名
      F. Tochikubo, S. Uchida
    • 学会等名
      ISPlasma2018 / IC-PLANTS2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 液体電極を有する大気圧直流グロー放電の二次元シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      杤久保文嘉,内田諭
    • 学会等名
      第65応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] グロー放電電解によるポリプロピレンの液中での親水化処理2018

    • 著者名/発表者名
      塙拓巳,中川雄介,内田諭,杤久保文嘉
    • 学会等名
      第65応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Simulation of glow discharge electrolysis for material processing in liquid2017

    • 著者名/発表者名
      F. Tochikubo
    • 学会等名
      33th International Conference on Phenomena in Ionized Gases
    • 発表場所
      リスボン(ポルトガル)
    • 年月日
      2017-07-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 液体電極を有する大気圧直流グロー放電によって誘起される電解反応を用いたマグネタイトナノ粒子合成における液中反応経路の検討2017

    • 著者名/発表者名
      山﨑裕也,内田諭,杤久保文嘉
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of chemical reaction process on magnetite nanoparticles synthesis by atmospheric-pressure DC glow discharge electrolysis2017

    • 著者名/発表者名
      山﨑裕也,内田諭,杤久保文嘉
    • 学会等名
      第34回プラズマプロセシング研究会(SPP34)/ 第29回プラズマ材料科学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2017-01-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Discussion on physics and chemistry of plasma-liquid Interface predicted from numerical simulation2017

    • 著者名/発表者名
      杤久保文嘉
    • 学会等名
      第34回プラズマプロセシング研究会(SPP34)/ 第29回プラズマ材料科学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2017-01-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical simulation of atmospheric-pressure glow discharge electrolysis2017

    • 著者名/発表者名
      F. Tochikubo, S. Uchida
    • 学会等名
      5th East Asia Joint Symposium on Plasma and Electrostatic Technologies for Environmental Application
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simulation of glow discharge electrolysis for material processing in liquid2017

    • 著者名/発表者名
      F. Tochikubo
    • 学会等名
      The XXXIII International Conference on Phenomena in Ionized Gases
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Attempt of liquid-phase material processing using atmospheric-pressure glow discharge electrolysis2017

    • 著者名/発表者名
      F. Tochikubo, Y. Yamazaki, T. Hanawa, N. Kitakaze, N. Shirai, S. Uchida
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 液中での銀ナノ粒子生成における大気圧グロー放電電解のシミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      杤久保文嘉,内田諭
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧グロー放電による液中での金属ナノ粒子生成とその機能化2017

    • 著者名/発表者名
      北風直志,白井直機,中川雄介,内田諭,杤久保文嘉
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Simulation of mist-containing low-temperature plasma in atmospheric-pressure helium2017

    • 著者名/発表者名
      F. Tochikubo, F. Murayama, S. Uchida
    • 学会等名
      70th Annual Gaseous Electronics Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大気圧直流グロー放電電解を用いた磁性ナノ粒子合成における反応機構の検討2016

    • 著者名/発表者名
      山﨑裕也,白井直機,内田諭,杤久保文嘉
    • 学会等名
      第26回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜情報文化センター
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Liquid-phase reaction during magnetite nanoparticles synthesis using plasma-induced electrolysis2016

    • 著者名/発表者名
      F. Tochikubo
    • 学会等名
      2016 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      ボストン(米国)
    • 年月日
      2016-11-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 液体と接する大気圧プラズマのシミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      杤久保文嘉
    • 学会等名
      第32回九州・山口プラズマ研究会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      2016-11-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 液体電極放電を用いた磁性ナノ粒子合成における液中反応経路 の検討2016

    • 著者名/発表者名
      山崎裕也, 白井直機, 内田諭, 杤久保文嘉
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 溶存酸素を考慮したグロー放電電解のシミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      杤久保文嘉, 内田諭
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of atmospheric-pressure glow discharge electrolysis2016

    • 著者名/発表者名
      F. Tochikubo, N. Shirai, S. Uchida
    • 学会等名
      13th Asia-Pacific Conference on Plasma Science and Technology
    • 発表場所
      上海(中国)
    • 年月日
      2016-05-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of dissolved oxygen on magnetic-nanoparticles synthesis by atmospheric-pressure plasma in contact with liquid2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamazaki, N. Shirai, S. Uchida, F. Tochikubo
    • 学会等名
      13th Asia-Pacific Conference on Plasma Science and Technology
    • 発表場所
      上海(中国)
    • 年月日
      2016-05-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of dissolved oxygen on magnetic-nanoparticles synthesis by atmospheric-pressure plasma in contact with liquid2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamazaki, N. Shira, S. Uchida, F. Tochikubo
    • 学会等名
      Asia-Pacific Conference on Plasma Science and Technology 2016
    • 発表場所
      上海(中国)
    • 年月日
      2016-05-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical simulation of atmospheric-pressure glow discharge electrolysis2016

    • 著者名/発表者名
      F. Tochikubo, N. Shirai, F. Tochikubo
    • 学会等名
      Asia-Pacific Conference on Plasma Science and Technology 2016
    • 発表場所
      上海(中国)
    • 年月日
      2016-05-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液体電極を用いた大気圧グロー放電による金ナノ粒子合成と放電条件との相関2016

    • 著者名/発表者名
      二戸愛仁,白井直機, 内田諭,杤久保文嘉
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧He/H2O直流グロー放電における負イオン生成の影響2016

    • 著者名/発表者名
      岡村航太,白井直機, 内田諭,杤久保文嘉
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] プラズマ支援電解を用いた磁性ナノ粒子合成における溶存酸素の影響2016

    • 著者名/発表者名
      山崎裕也,白井直機,内田諭,杤久保文嘉
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Functional Nanoparticles by Plasma-Assisted Electrolysis using Atmospheric DC Glow Discharge in Contact with Liquid2015

    • 著者名/発表者名
      N. Shirai, A. Nito, Y. Yamazaki, S. Uchida, F. Tochikubo
    • 学会等名
      9th Asia-Pacific International Symposium on the Basics and Applications of Plasma Technology / 28th Symposium of Plasma Science for Materials
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大気圧プラズマ電気分解による複合金属ナノ粒子の合成2015

    • 著者名/発表者名
      白井直機、二戸愛仁、内田諭、杤久保文嘉
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜情報文化センター(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical Emission Spectroscopy of Atmospheric-pressure DC Glow Discharge along Helium Flow in Air with Liquid Electrode2015

    • 著者名/発表者名
      R. Aoki, N. Shirai, S. Uchida, F. Tochikubo
    • 学会等名
      2015 Korea-Japan Joint Symposium on Electrical Discharge and High Voltage Engineering
    • 発表場所
      モクポ(韓国)
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] One-dimensional Simulation of Atmospheric-pressure Glow Discharge electrolysis2015

    • 著者名/発表者名
      F. Tochikubo, N. Shirai, S. Uchida
    • 学会等名
      2015 Korea-Japan Joint Symposium on Electrical Discharge and High Voltage Engineering
    • 発表場所
      モクポ(韓国)
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液体を電極とする大気圧グロー放電のシミュレーション -水蒸気の影響-2015

    • 著者名/発表者名
      杤久保文嘉, 岡村航太, 白井直機, 内田諭
    • 学会等名
      電気学会プラズマ/パルスパワー/放電合同研究会
    • 発表場所
      KITENビル(宮崎県宮崎市)
    • 年月日
      2015-10-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Characteristics of Liquid Flow Induced by Atmospheric Pressure DC Glow Discharge with Liquid Electrode2015

    • 著者名/発表者名
      F. Tochikubo, T. Aoki, N. Shirai, S. Uchida
    • 学会等名
      8th Annual Gaseous Electronics Conference/9th International Conference on Reactive Plasmas/33rd Symposium on Plasma Processing
    • 発表場所
      ホノルル(米国)
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Attempt to control chemical reactions in liquid induced by atmospheric-pressure DC glow discharge2015

    • 著者名/発表者名
      A. Nito, N. Shirai, S. Uchida, F. Tochikubo
    • 学会等名
      8th Annual Gaseous Electronics Conference/9th International Conference on Reactive Plasmas/33rd Symposium on Plasma Processing
    • 発表場所
      ホノルル(米国)
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of magnetic nanoparticles by atmospheric-pressure plasma electrolysis and observation of liquid flow induced by plasma2015

    • 著者名/発表者名
      N. Shirai, T. Yoshida, T. Aoki, S. Uchida, F. Tochikubo
    • 学会等名
      8th Annual Gaseous Electronics Conference/9th International Conference on Reactive Plasmas/33rd Symposium on Plasma Processing
    • 発表場所
      ホノルル(米国)
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Plasma-Induced Electrochemical Reaction and Its Application for Magnetite Nanoparticle Generation2015

    • 著者名/発表者名
      F. Tochikubo
    • 学会等名
      10th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering (AEPSE2015)
    • 発表場所
      チェジュ(韓国)
    • 年月日
      2015-09-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 液体と接する大気圧直流グロー放電によって誘起される液中の流動特性2015

    • 著者名/発表者名
      杤久保文嘉、青木拓也、白井直機、内田諭
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Attempt of Controlling Chemical Reactions by Ion-Exchange Membrane in Plasma-Assisted Electrolysis Using Atmospheric-Pressure DC Glow Discharge with Liquid Electrode2015

    • 著者名/発表者名
      A. Nito, N. Shirai, S. Uchida, F. Tochikubo
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧He直流グロー放電における微量水蒸気の影響評価2015

    • 著者名/発表者名
      岡村航太、白井直機、内田諭、杤久保文嘉
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧プラズマによって誘起される電解反応による磁性ナノ粒子合成の制御2015

    • 著者名/発表者名
      白井直機、吉田健人、内田諭、杤久保文嘉
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 首都大学東京 プラズマ応用研究室

    • URL

      http://www.comp.tmu.ac.jp/gdpal/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 首都大学東京 理工学研究科 プラズマ応用研究室

    • URL

      http://www.comp.tmu.ac.jp/gdpal/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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