| 研究課題/領域番号 |
22K18700
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東京大学 |
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研究代表者 |
伊藤 剛仁 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (70452472)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 金属有機構造体 / プラズマ生成種 / その場抽出 / 篩 / プラズマ / プラズマプロセス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
プラズマ反応場には、多彩な活性種が存在している。多彩な活性種の存在は、プラズマ特有の反応に寄与し利点となる一方、場合によっては反応制御を困難にする要因ともなっている。そこで本研究では、細孔サイズを多彩かつ高精度に制御可能な金属有機構造体(MOF)を用いた、新たなプラズマ生成活性種の選択的活用方法を目指す。プラズマとMOFを相互作用させ、(a)篩としてのMOFによるプラズマ生成活性種の選択的取り出しや、(b)特定活性種のMOF内での利用・反応、(c) MOF内吸着による特定活性種の保存・輸送、への可能性を検証し、「MOFを用いたプラズマ生成活性種の新たな選択的活用手法」の創出を導く。
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| 研究成果の概要 |
プロパン含有プラズマ雰囲気において生成された水素分子の金属有機構造体(MOF)を用いた選択的抽出を、Zeolitic imidazolate framework (ZIF-8)膜を用いて実証した。プロパン分子に対する水素分子の抽出量は、膜の無い場合と比較し、最大10倍ほどに到達した。温度の抑えられたプラズマを用いたためでもあるが、篩としての性能も、1時間以上保持できることも確認した。その他のプラズマとMOFとの相互作用に関する計算や実験結果もあわせて、プラズマ―MOF相互作用に関する可能性について、十分な成果を得ることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、MOFを用いたプラズマ生成粒子のその場抽出を実現している。MOFsが高い設計自由度を持つことから、他のプラズマ活性種に適用できる可能性も高い。MOFsによる分離を始めとするプラズマ生成種への働きかけは、利用したい活性種を取り出すだけでなく、環境から不要な物質を除去することで目的活性種の二次反応による消失を防ぐなど、プラズマプロセスの制御性を高める効果へつながることも期待できる。更に、吸着に関する実験を通じ、プラズマとMOFを用いた、高密度貯蔵や、高感度分子検出に関する今後の展開が期待できる成果も得られており、挑戦的研究(萌芽)にふさわしい成果を得ることができている。
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