| 研究課題/領域番号 |
20H00135
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分14:プラズマ学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
佐々木 浩一 北海道大学, 工学研究院, 教授 (50235248)
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| 研究分担者 |
白井 直機 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (80552281)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
45,760千円 (直接経費: 35,200千円、間接経費: 10,560千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 20,020千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 4,620千円)
2020年度: 21,060千円 (直接経費: 16,200千円、間接経費: 4,860千円)
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| キーワード | 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 / ルミノールケミルミネッセンス / 表面張力 / ルミノール化学発光 / プラズマ・液相界面 / 短寿命化学活性種 / 非平衡液相反応場 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
プラズマと液相との相互作用に関するこれまでの研究は，液相界面から離れた熱平衡領域に処理対象をおいた応用研究を中心に進められてきた。本研究は，実験(計測)技術の欠如に起因して今のところほぼ手つかずの状態にある液相側気液界面近傍層に焦点を絞り，申請者らの最近の成果である新しい計測技術を適用して，プラズマ誘起液相化学プロセスが従来の熱平衡液相化学に比してどのようにユニークであるかを明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
プラズマ・液体相互作用による反応プロセスの溶液化学と比較しての特異性は，プラズマと相互作用する液体界面の近傍領域に存在する短寿命活性粒子にあると考えられる。本研究では，ルミノールのケミルミネッセンスによるOHラジカルの検出，プラズマと相互作用する水の表面張力測定，プラズマと相互作用する水表面での電解反応の観察，および，レーザー誘起脱溶媒和による水和電子の検出により，プラズマと相互作用する水の界面近傍領域を実験的に調べることに成功し，これまでに報告されていない新しい現象を見いだした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
プラズマと相互作用する液体界面の重要性は，多くの研究者によって認知されていたものの，実験技術の欠如のため，従来は実験研究が不可能な研究対象であった。本研究では，プラズマと相互作用する液体界面の近傍領域に存在するOHラジカルおよび水和電子を実験的に検出する方法を確立し，その反応過程の一部を明らかにした。また，液体界面の近傍領域に生成された化学的活性種の影響とみられる表面張力の変化を実測し，プラズマと接する水界面で生じる従来とは異なる酸化還元反応を明らかにした。これらはプラズマ・液体相互作用に関する従来の研究を質的に転換する成果である。
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