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申請者が新たに開発した「水―誘電体多層電極」を用いて生成される，立体形状を持つ大気圧プラズマ生成技術のメカニズムの解明を行う為に、誘電体の誘電率，導電率，電気双極子モーメント等の電気的特性を放電中にリアルタイムで計測し，放電挙動と比較することにより，本技術のメカニズムの解明と応用技術の開発を行った。上記電極を用いた放電形式では，大気圧非平衡プラズマを生成する際に用いられる誘電体に，水などの液体を併用することにより，電界の不均一が発生しやすい立体形状の大気圧非平衡プラズマの生成が可能である。
平成30年度は、前年度に引き続き、放電装置の改良と電気的特性の計測、直管型、釣り鐘型及び平行平板型ガラス容器などを用いた水―誘電体多層電極を用いた大気圧放電メカニズムの定性的な解明を進めた。放電領域内で発生する放電パターンと動的挙動、放電条件に付いて実験を行った。一般的なバリア放電プラズマと同様に、電極間を繋ぐ様な複数の柱状放電からなる大気圧放電が観測された。電極形状に伴う電界強度の違いによると考えられるが、柱状放電の移動スピードは、直管形、釣鐘形、平行平板形の順に遅くなっており、平行平板形では、目視でも観測が可能な数十mm/s程度である。平行平板形の場合、温度の制御に伴う、放電内の自己構造形成の様な規則的な構造は観測されず、比較的ランダムな構造が時間的に位置を移動しながら、連続的に放電する様子が観測された。また、外部からのガスの流入方向を除いて、特定の方向、回転などの移動は観測されていない。
また、本研究の知見を応用し、直径数百mm程度の均一な大気圧熱非平衡プラズマの生成が可能であることが分かっている。
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