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圧力制御液体下におけるレーザ生成化学反応場の創生

公募研究

研究領域プラズマとナノ界面の相互作用に関する学術基盤の創成
研究課題/領域番号 22110512
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関熊本大学

研究代表者

浪平 隆男  熊本大学, バイオエレクトリクス研究センター, 准教授 (40315289)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
14,820千円 (直接経費: 11,400千円、間接経費: 3,420千円)
2011年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2010年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワードレーザ / プラズマ / 高圧力
研究概要

研究代表者である浪平は、二酸化炭素雰囲気下において、圧力の増加に伴う絶縁破壊(プラズマ形成)時の発光強度増加、並びに、圧力の増加に伴うレーザアブレーション深さの増加を見出し、加えて、亜臨界水雰囲気下においては、絶縁破壊に伴う新規反応経路を経たフェノールの重合を見出している。これらの成果は、「プラズマエネルギー密度の雰囲気圧力による制御性」及び「高圧雰囲気下形成プラズマの化学反応場としての新規性」を示唆しており、本申請研究では、圧力制御下の液体・気体中にてレーザブレークダウンプラズマを形成することで、「雰囲気液体圧力によるプラズマエネルギー密度(大きさ及び温度)の制御性」や「雰囲気液体(溶媒)による化学反応の選択性」を有する新しい化学反応場を創生する。なお、その評価として、化学反応の核領域となるプラズマ界面における電界、電子温度・密度などの物理的パラメータ及び化学化合物の挙動などの化学的パラメータの計測に取り組む。平成23年度は、圧力を制御した液体・気体へレーザを照射することで、エネルギー密度を制御したプラズマを形成し、そのプラズマと雰囲気液体との界面における電界強度及び電子温度・密度などの物理的パラメータ、並びに、化学化合物の挙動などの化学的パラメータを探求することで、界面の物理的・化学的定義の導出を目指し、レーザブレークダウンプラズマによるインジゴカルミン水溶液の脱色という化学反応場の形成に成功した。しかしながら、インジゴカルミン溶液を高圧封入する容器の不具合より照射レーザ光のエネルギーを上げることが出来ず、結果としてレーザブレークダウンプラズマの活性度をその物理・化学的特性を把握するのに必要なレベルまで十分に上げることが出来なかった。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Propagation of streamer heads during a 5 nanosecond pulsed discharge2011

    • 著者名/発表者名
      D.Wang, T.Namihira, H.Akiyama
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Plasma Science

      巻: 39 ページ: 2268-2269

    • NAID

      120004898543

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discharge appearances of 2 and 5 ns pulsed power2011

    • 著者名/発表者名
      T.Matsumoto, D.Wang, T.Namihira, H.Akiyama
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Plasma Science

      巻: 39 ページ: 2262-2263

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Streamer propagation of nanosecond pulse discharge with various rise times2011

    • 著者名/発表者名
      I.Yagi, S.Okada, T.Matsumoto, D.Wang, T.Namihira, K.Takaki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Plasma Science

      巻: 39 ページ: 2232-2233

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Process performances of 2 nano-seconds pulsed discharge plasma2011

    • 著者名/発表者名
      T.Matsumoto, D.Wang, T.Namihira, H.Akiyama
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 50

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatiotemporal distribution of nitrogen rotational temperature during pulsed discharge in air2011

    • 著者名/発表者名
      S.Okada, D.Wang, T.Namihira, S.Katsuki, H.Akiyama
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 50

    • NAID

      210000071063

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy transfer efficiency of nano-seconds pulsed power generator for nonthermal plasma processing technique2011

    • 著者名/発表者名
      D.Wang, M.Matsuda, T.Matsumoto, T.Namihira, H.Akiyama
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation

      巻: 18 ページ: 1091-1096

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent progress of nano-seconds pulsed discharge and its applications2011

    • 著者名/発表者名
      D.Wang, T.Namihira, H.Akiyama
    • 雑誌名

      Journal of Advanced Oxidation Technologies

      巻: 14 ページ: 131-137

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Energy efficiency improvement of nitric oxide treatment using nano-seconds pulsed discharge2010

    • 著者名/発表者名
      T.Matsumoto, D.Wang, T.Namihira, H.Akiyama
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Plasma Science

      巻: 38 ページ: 2639-2643

    • NAID

      120006697177

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pulsed discharge induce by nano-seconds pulsed power in atmospheric air2010

    • 著者名/発表者名
      D.Wang, S.Okada, T.Matsumoto, T.Namihira, H.Akiyama
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Plasma Science

      巻: 38 ページ: 2746-2751

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 酸素原料オゾナイザにおけるパルス幅の影響2010

    • 著者名/発表者名
      岡田翔, 王斗艶, 浪平隆男, 勝木淳, 秋山秀典
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A

      巻: 130 ページ: 825-830

    • NAID

      10026579524

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Environmental application of nano-seconds pulsed discharge system2011

    • 著者名/発表者名
      T.Namihira, D.Wang, H.Akiyama
    • 学会等名
      17th International Conference on Advanced Oxidation Technologies for Treatment of Water, Air and Soil
    • 発表場所
      San Diego, USA(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Phenol treatment by laser produced plasma in pressurized solution2011

    • 著者名/発表者名
      R.Tsuruga, K.Kohtake, S.Naka, D.Wang, T.Namihira, H.Akiyama
    • 学会等名
      17th International Conference on Advanced Oxidation Technologies for Treatment of Water, Air and Soil
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2011-10-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Higher yield ozone generation using nano-seconds pulsed discharge2011

    • 著者名/発表者名
      T.Namihira, D.Wang, T.Matsumoto, H.Akiyama
    • 学会等名
      18th Symposium on Application of Plasma Processes
    • 発表場所
      Hotel Boboty, Vratna, Mala Fatra, Slovakia
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Recent progress of nano-seconds pulsed discharge and its applications2010

    • 著者名/発表者名
      T.Namihira, D.Wang, H.Akiyama
    • 学会等名
      16th International Conference on Advanced Oxidation Technologies for Treatment of Water, Air and Soil
    • 発表場所
      Town & Country Resort, San Diego, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Performances of 2 ns pulsed discharge plasma2010

    • 著者名/発表者名
      T.Matsumoto, D.Wang, T.Namihira, H.Akiyama
    • 学会等名
      3rd Euro-Asian Pulsed Power Conference and 18th International Conference on High-Power Particle Beams
    • 発表場所
      ICC Jeju, Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of spatiotemporal gen temperature during pulsed discharge2010

    • 著者名/発表者名
      S.Okada, D.Wang, T.Namihira, S.Katsuki, H.Akiyama
    • 学会等名
      63rd Gaseous Electronics Conference and 7th International Conference on Reactive Plasmas
    • 発表場所
      Maison de la Chimie, Paris, France
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Efficient non-thermal plasma processing by 5 ns pulsed discharge2010

    • 著者名/発表者名
      T.Matsumoto, T.Namihira, H.Akiyama
    • 学会等名
      63rd Gaseous Electronics Conference and 7th International Conference on Reactive Plasmas
    • 発表場所
      Maison de la Chimie, Paris, France
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Discharge phenomena of nano-seconds pulsed discharge2010

    • 著者名/発表者名
      D.Wang, T.Matsumoto, S.Okada, T.Namihira, H.Akiyama
    • 学会等名
      4th Japan/US Symposium on Pulsed Power and Plasma Applications
    • 発表場所
      Sheraton Princess Kaiulani Hotel, Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Different discharge phenomena between general and nano-second pulsed discharges2010

    • 著者名/発表者名
      T.Namihira, D.Wang, T.Matsumoto, S.Okada, H.Akiyama
    • 学会等名
      7th International Symposium on Non-Thermal/Thermal Plasma Pollution Control Technology & Sustainable Energy
    • 発表場所
      Battery Hotel, St.John, Newfoundland, Canada
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2018-03-28  

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