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液中レーザ誘起マイクロプラズマの化学反応解析

研究課題

研究課題/領域番号 24540540
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 プラズマ科学
研究機関大阪市立大学

研究代表者

白藤 立  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (10235757)

研究協力者 高橋 憲司  金沢大学, 自然システム学系, 教授 (00216714)
杤久保 文嘉  首都大学東京, 大学院理工学研究科, 教授 (90244417)
村上 朝之  東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 助教 (20323818)
田中 健司  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 助教 (20254386)
後藤 哲男  ライトタッチ研究会/ホワイトネット事務局, 代表
上林 英夫  医療法人けやき通り歯科, 理事長/院長
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードプラズマ / Er:YAGレーザ / 水 / 滅菌 / ラジカル / 化学反応 / 発光分光 / シミュレーション / レーザ / 液中 / キャビテーション / Er:YAG / 歯科 / 過酸化水素 / OHラジカル / 医療 / マイクロプラズマ / 低侵襲
研究成果の概要

従来のドリルで虫歯菌含有歯牙を水照射下で切削しても虫歯菌は不活化されない.一方,Er:YAGレーザで切削すると,虫歯菌の不活化が行われる.また,Er:YAGレーザを水だけに照射した場合,水中の過酸化水素濃度が増加する.この結果は,水中プラズマの場合に酷似しているが,発光分光によるプラズマ生成の確証は得られなかった.なお,水蒸気が関与するプラズマの気相反応シミュレーションによって,外部からの励起が終了した後にもヒドロニウムイオンと低電子温度化した電子の解離性再結合によって過酸化水素の起源と考えられるOHラジカルが生成され,他のラジカルと比較して長時間の発光を維持する,という新たな知見を得た.

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (34件) (うち招待講演 5件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Contribution of electrons, Ar(3P0,2), H2O+, and H3O+ to production of OH(A2Σ+) in a micro dielectric barrier discharge of Ar/H2O2014

    • 著者名/発表者名
      T. Shirafuji and T. Murakami
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 54 号: 1S ページ: 01AC03-01AC03

    • DOI

      10.7567/jjap.54.01ac03

    • NAID

      210000144737

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation of electric double layer with dielectric barrier discharge -Effects of ion transport parameters in liquid-2014

    • 著者名/発表者名
      T.Shirafuji, A.Nakamura, and F.Tochikubo
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 53 号: 3S2 ページ: 1-6

    • DOI

      10.7567/jjap.53.03dg04

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 3D integrated micro-solution plasma in 3D-printed artificial dielectric materials2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Ogura, N. Sotoda, K. Tanaka, and T. Shirafuji
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Advanced Plasma Science and Its Applications for Nitrides and Nanomaterials / The 8th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] On the differences in temporal behavior of OH(A) in 3D integrated micro-solution plasma using Ar and He2015

    • 著者名/発表者名
      N. Sotoda, Y. Ogura, K. Tanaka, and T. Shirafuji
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Advanced Plasma Science and Its Applications for Nitrides and Nanomaterials / The 8th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Single-bubble plasma generated in a capillary tube, and its mobile characterisitcs2015

    • 著者名/発表者名
      K. Obana, R. Tashiro, K. Tanaka, and T. Shirafuji
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Advanced Plasma Science and Its Applications for Nitrides and Nanomaterials / The 8th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of degradation products after treatment of methylene blue aqueous solution with 3D integrated micro-solution plasma2015

    • 著者名/発表者名
      A. Nomura, Y. Hayashi, K. Tanaka, M. Goto, and T. Shirafuji
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Advanced Plasma Science and Its Applications for Nitrides and Nanomaterials / The 8th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] バイオ応用に向けた大気圧及び液中の非平衡プラズマ生成2015

    • 著者名/発表者名
      白藤 立,田中 健司,立花 亮,田辺 利住,中西 猛,北村 昌也
    • 学会等名
      「バイオインターフェース先端マテリアルの創生」第5回シンポジウム/第3回バイオ・メディカル・フォーラム
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府堺市)
    • 年月日
      2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 液体との界面を有するプラズマの時間分解発光分光計測2015

    • 著者名/発表者名
      田代 龍太郎,尾花 和彦,田中 健司,白藤 立
    • 学会等名
      「バイオインターフェース先端マテリアルの創生」第5回シンポジウム/第3回バイオ・メディカル・フォーラム
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府堺市)
    • 年月日
      2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 液体プラズマの有機物分解への応用2015

    • 著者名/発表者名
      山本 純平,野村 彩乃,田中 健司,中西 猛,北村 昌也,白藤 立,林 結衣,後藤 元信
    • 学会等名
      「バイオインターフェース先端マテリアルの創生」第5回シンポジウム/第3回バイオ・メディカル・フォーラム
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府堺市)
    • 年月日
      2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 水蒸気含有プラズマ中の気相反応シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      白藤 立,田中 健司
    • 学会等名
      「バイオインターフェース先端マテリアルの創生」第5回シンポジウム/第3回バイオ・メディカル・フォーラム
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府堺市)
    • 年月日
      2015-01-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of Reaction Kinetics in Atmospheric Pressure Dielectric Barrier Discharges in Ar/H2O and He/H2O gas mixtures2014

    • 著者名/発表者名
      T. Shirafuji
    • 学会等名
      第24回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜開港記念会館(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-12-10 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 人工多孔質体を用いた気液混合媒質中プラズマの生成2014

    • 著者名/発表者名
      小倉 悠平,外田 直也,姫野 勇大,田中 健司,白藤 立
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of temporal variation in emission intensity of OH(A) in after-glow period of Ar/H2O and He/H2O gas-mixture plasmas in water2014

    • 著者名/発表者名
      T. Shirafuji
    • 学会等名
      The 67th Annual Gaseous Electronics Conference
    • 発表場所
      Raleigh Convention Center and Marriott City Center, Raleigh, North Carolina (U.S.A.)
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 水蒸気を含むAr及びHeガスのDBD中におけるOHラジカルの生成反応2014

    • 著者名/発表者名
      白藤 立
    • 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
      コンパルホール(大分県大分市)
    • 年月日
      2014-10-24 – 2014-10-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 市販ソルバーを用いたプラズマシミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      白藤 立
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多孔質誘電体内の水中ヘリウムプラズマの発光分光計測2014

    • 著者名/発表者名
      外田 直也, 小倉 悠平, 田中 健司, 白藤 立
    • 学会等名
      電気学会プラズマ研究会
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府堺市)
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 水と接するArプラズマの発光分光計測2014

    • 著者名/発表者名
      尾花 和彦, 田代 龍太郎, 田中 健司, 白藤 立
    • 学会等名
      電気学会プラズマ研究会
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府堺市)
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 三次元集積化マイクロソリューションプラズマを用いたメチレンブルー分子分解における放電ガス種依存性2014

    • 著者名/発表者名
      野村 彩乃, 田中 健司, 白藤 立
    • 学会等名
      電気学会プラズマ研究会
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府堺市)
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of decomposition products after 3D integrated micro-solution plasma treatment of methylene blue aqueous solution2014

    • 著者名/発表者名
      T. Shirafuji, A. Nomura, Y. Hayashi, K. Tanaka, and Motonobu Goto
    • 学会等名
      The 12th Asia Pacific Conference on Plasma Science and Technology / The 26th Symposium on Plasma Science for Materials
    • 発表場所
      Adelaide Convention Centre, Adelaide, South Australia (Australia)
    • 年月日
      2014-08-31 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] MALDI-TOF MS analysis of products via 3D integrated micro-solution plasma treatment of methylene blue aqueous solution2014

    • 著者名/発表者名
      A. Nomura, Y. Himeno, Y. Hayashi, K. Tanaka, M. Goto, and T. Shirafuji
    • 学会等名
      The 15th IUMRS-International Conference in Asia
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 新しいプラズマのかたち “水中でものをつくる”2014

    • 著者名/発表者名
      白藤 立
    • 学会等名
      日本真空学会関西支部 & 日本表面科学会関西支部合同セミナー 2014「大気圧プラズマ~その基礎と新しい医療を目指した取り組み~」
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2014-07-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3D integrated micro-solution plasma for the treatment of water -Effects of discharge gases-2014

    • 著者名/発表者名
      A. Nomura, Y. Himeno, K. Tanaka, and T. Shirafuji
    • 学会等名
      The 26th Symposium on Plasma Physics and Technology
    • 発表場所
      Czech Technical University, Prague (Czech Republic)
    • 年月日
      2014-06-16 – 2014-06-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of electric double layer in contact with DBD -Effects of mobility and diffusion coefficient of liquid ions-2014

    • 著者名/発表者名
      T. Shirafuji
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Plasma Medicine
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2014-05-18 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Plasma chemistry in 3D integrated micro-solution plasma2014

    • 著者名/発表者名
      T. Shirafuji
    • 学会等名
      The 2nd International Workshop on Solution Plasma and Molecular Technologies
    • 発表場所
      Korea Aerospace University, Gyeonggi-si, Gyeonggi-do (Korea)
    • 年月日
      2014-05-14 – 2014-05-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水蒸気を含む Ar ガスの DBD 中における OH ラジカル生成反応2014

    • 著者名/発表者名
      白藤 立, 村上 朝之
    • 学会等名
      電気学会プラズマ研究会
    • 発表場所
      足利工業大学(栃木県足利市)
    • 年月日
      2014-05-09 – 2014-05-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Time-resolved optical emission spectroscopy on micro-solution plasma in a single bubble in a capillary tube2014

    • 著者名/発表者名
      R. Tashiro, K. Obana, and T. Shirafuji
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Reactive Plasmas / The 31st Symposium on Plasma Processing
    • 発表場所
      福岡国際会議場, 福岡県福岡市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Solution microplasma: generation, diagnostics and application2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shirafuji
    • 学会等名
      The 7th International Workshop on Microplasmas 2013
    • 発表場所
      The Fragrant Hill Hotel, Beijing, China
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical simulation of spatiotemporal behavior of electric double layer in aqueous solution in contact with gas-phase plasma sheath2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shirafuji and A. Nakamura
    • 学会等名
      The 21st International Symposium on Plasma Chemistry
    • 発表場所
      Cairns Convention Centre, Cairns, Australia
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of electric double layer in contact with dielectric barrier discharge -Effects of frequency-2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shirafuji, A. Nakamura, and F. Tochikubo
    • 学会等名
      The 9th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering
    • 発表場所
      Ramada Plaza Jeju Hotel, Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of electric double layer in contact with dielectric barrier discharge -Effects of ion transport parameters in liquid-2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shirafuji, A. Nakamura, and F. Tochikubo
    • 学会等名
      The 35th International Symposium on Dry Process
    • 発表場所
      Ramada Plaza Jeju Hotel, Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Confirmation of sterilization effects and OES study of Er:YAG laser irradiation on hydroxyapatite2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shirafuji, J. Ueda, R. Tashiro, K. Takahashi, H. Kambayashi, and T. Goto
    • 学会等名
      2013 JSAP-MRS Joint Symposia
    • 発表場所
      同志社大学(京田辺キャンパス), 京都府京田辺市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Time-resolved OES study of a single-bubble plasma generated in a capillary tube2013

    • 著者名/発表者名
      K. Obana, R. Tashiro, and T. Shirafuji
    • 学会等名
      International Conference on Surface Engineering
    • 発表場所
      Haeundae Grand Hotel, Busan, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Electrochemical simulation of plasma/liquid interface2013

    • 著者名/発表者名
      A. Nakamura and T. Shirafuji
    • 学会等名
      International Conference on Surface Engineering
    • 発表場所
      Haeundae Grand Hotel, Busan, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] On the possibility of plasma generation in water using Er:YAG laser and its application to non-invasive sterilization2013

    • 著者名/発表者名
      J. Ueda, T. Shirafuji, H. Kambayashi, K. Takahashi and T. Goto
    • 学会等名
      The 30th Symposium on Plasma Processing
    • 発表場所
      アクトシティ浜松
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Possibility of plasma generation and sterilization in water using an Er:YAG laser2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shirafuji, K. Takahashi, H. Kambayashi and T. Goto
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Advanced Plasma Science and Its Applications for Nitrides and Nanomaterials
    • 発表場所
      Nagoya University
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 液中マイクロプラズマの化学反応解析2012

    • 著者名/発表者名
      白藤 立
    • 学会等名
      局所高密度励起の化学と応用
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 研究室Webページ

    • URL

      http://t-shirafuji.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 研究室Webページ

    • URL

      http://t-shirafuji.jp/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 研究室Webページ

    • URL

      http://www.t-shirafuji.jp/

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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