プラズマ処理水中の活性種を定量的かつその場測定を行う為の真空紫外吸収分光法の開発

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K05099
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 呉 準席 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90533779)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 真空紫外吸収 / プラズマ処理水 / 化学活性種 / 窒素パージ / その場測定

研究実績の概要

査読付き論文の掲載が次に示すように1件と掲載予定が1件ある．「Modulating the concentrations of reactive oxygen and nitrogen species and oxygen in water with helium and argon gas and plasma jets」Japanese Journal of Applied Physics 58(SA):SAAB01 (2019)．「Tailoring the Chemistry of Plasma Activated Water using a DC-Pulsed Driven Non-Thermal Atmospheric-Pressure Helium Plasma Jet」Plasma (2019 )．他，国際会議での研究成果発表が6件うち招待講演が2件あった．国際会議招待講演 Development of VUV absorption spectroscopy for quantitative analysis of plasma activated water，SPM-6 and Mini SPM-5，Gdansk, Poland. and　Long-term Investigation of Radical-activated Water, Joint International Conference on ICMAP2018, APCPST2018, and ISPB2018, Song-do, Korea. 国内会議での研究成果発表が10件うち招待講演が2件あった．．

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2019年度の目標は二つ「プラズマ処理による水の真空紫外吸収スペクトルを明らかにする」ことと「標準試薬を用いて化学活性種と溶存酸素による真空紫外吸収スペクトルを明らかにする」ことであった．当初の計画通り目標であったプラズマ処理水の真空紫外吸収スペクトルは178nm付近で水分子の強い紫外吸収影響が見られた．（従来測定で1は90nmまで測定を行っている．）これは透過方法の測定限界であることが考えられる．標準試薬は計画にあった高純度標準試薬は過酸化水素(H2O2)，水酸化ナトリウム(NaOH)，硝酸(HNO3)，亜硝酸ナトリウム(NaNO2)に加えてアンモニア(NH3)をデータベールに構築することで測定を行った．これらの結果を国内外の会議で報告されている．

今後の研究の推進方策

2019年度はこれまで構築された真空紫外吸収スペクトルデータベースを基づいてプラズマ処理水又は活性水の成分分析を行う予定である．海外共同研究者であるサウスオーストラリア大学のSzili博士が2018年度末から紫外吸収分光高度計の購入を進め，独自の紫外吸収分光高度計を構築している．真空紫外ではないが，従来の190nmまでの波長範囲において本研究の結果とのクロスチェックを行うことが可能となる．これらの検証を終えった信頼性を高めた結果を国際会議で報告することと論文に掲載することで全体の研究をまとめる．

研究成果

• [雑誌論文] Modulating the concentrations of reactive oxygen and nitrogen species and oxygen in water with helium and argon gas and plasma jets (2019)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Ogawa, Jun-Seok Oh, Nishtha Gaur, Sung-Ha Hong, Hirofumi Kurita, Akira Mizuno, Akimitsu Hatta, Robert D. Short, Masafumi Ito, Endre J. Szili
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 58 ページ: SAAB01 1-9
  • DOI: https://doi.org/10.7567/1347-4065/aaea6b
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Development of VUV absorption spectroscopy for quantitative analysis of plasma activated water (2018)
  • 著者名/発表者名: Jun-Seok Oh, Naoyuki Iwata, Akimitsu Hatta, Tatsuru Shirafuji, Masafumi Ito
  • 学会等名: The 6th International Workshop and the 5thrd International Mini Workshop on Solution Plasma and Molecular Technology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Diagnostics of radicals generated from atmospheric-pressure radical source and their activated water using ultra-violet absorption spectroscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: Masafumi Ito, Naoyuki Iwata, Jun-Seok Oh, Takayuki Ohta, Masaru Hori
  • 学会等名: ESCAMPIG XXIV
  • 国際学会
• [学会発表] Long-term Investigation of Radical-activated Water (2018)
  • 著者名/発表者名: Jun-Seok Oh, Naoyuki Iwata, Takayuki Ohta, Masaru Hori, Masafumi Ito
  • 学会等名: Joint International Conference on ICMAP2018, APCPST2018, and ISPB2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 低温大気圧プラズマによって生成された活性酸素窒素種の体内移送 (2018)
  • 著者名/発表者名: 呉準席、福原秀雄、川田千明、津田雅之、スズリアンドレ、 ショートロバート、伊藤昌文、八田章光、井上啓史
  • 学会等名: 日本レーザー医学会
• [学会発表] プラズマ活性水分析の現状と 今後の展望 (2018)
  • 著者名/発表者名: 呉準席
  • 学会等名: プラズマ材料科学第153委員会第138回研究会 水の先進理工学 第183委員会第45回研究会 合同研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Long-term bactericidal effect and reactive oxygen and nitrogen species (RONS) chemistry of radical-activated water (2018)
  • 著者名/発表者名: Jun-Seok Oh, Naoyuki Iwata, Takayuki Ohta, Masaru Hori, Masafumi Ito
  • 学会等名: 2nd Asia-Pacific Conference on Plasma Physics
  • 国際学会
• [学会発表] 紫外吸収分光法を用いたプラズマ活性水中の化学種計測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 呉準席
  • 学会等名: 第29回プラズマ新領域研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 真空紫外吸収分光法を用いたプラズマ活性水の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 呉準席，八田章光，伊藤昌文
  • 学会等名: 第35回 プラズマ・核融合学会 年会
• [学会発表] プラズマ医療応用における大気圧誘電体バリアヘリウムプラズマジェットの最適化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 呉 準席, 白藤 立, 小川 広太郎, 古田 寛, 八田 章光, 福原 秀雄, 川田 千明, 津田 雅之, 井上 啓史, 伊藤 昌文, スズリ アンドレ
  • 学会等名: 電気学会 放電研究会
• [学会発表] Influence of Impurity Gas on the Generation of Reactive Oxygen and Nitrogen Species in Atmospheric-pressure Plasma (2018)
  • 著者名/発表者名: J-S. Oh, K. Ogawa, N. Iwata, A. Hatta, M. Ito, M. Hori, T. Shirafuji
  • 学会等名: 第28回日本MRS年次大会
• [学会発表] Effect of Reactive Nitrogen Species on Sterilization in Radical-Activated Water (2018)
  • 著者名/発表者名: N. Iwata, V. Gamaleev, J.-S. Oh, H. Hashizume, K. Ishikawa, M. Hori, M. Ito
  • 学会等名: 第28回日本MRS年次大会
• [学会発表] Influence of Operating Voltage of He Plasma Jet on the Generation of Reactive Oxygen and Nitrogen Species in Plasma-Activated Water (2018)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Ogawa, Jun-Seok Oh, Hiroshi Furuta, Akimitsu Hatta
  • 学会等名: 第36 回プラズマプロセシング研究会 / SPP-36第31 回プラズマ材料科学シンポジウム / SPSM-31
• [学会発表] 高電圧直流パルス大気圧プラズマジェットを用いたプラズマ活性水作製 (2018)
  • 著者名/発表者名: 呉 準席, 白藤 立, 八田 章光, 伊藤 昌文
  • 学会等名: 応用物理学会
• [学会発表] International study of plasma activated water: chemical composition of RONS (2018)
  • 著者名/発表者名: Jun-Seok Oh, Endre Szili, Rrobert Short, Akimitsu Hatta, Mineo Hiramatsu, Masafumi Ito
  • 学会等名: ISPlasma2019/IC-PLANTS2019
  • 国際学会
• [学会発表] Influence of driving voltage on the discharge of an atmospheric-pressure He microplasma jet (2018)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Ogawa, Jun-Seok Oh, Hiroshi Furuta, Akimitsu Hatta
  • 学会等名: ISPlasma2019/IC-PLANTS2019
  • 国際学会
• [学会発表] Influence of impurity gas on the generation of reactive oxygen and nitrogen species (RONS) in water (2018)
  • 著者名/発表者名: Jun-Seok Oh, Naoyuki Iwata, Kotaro Ogawa, Akimitsu Hatta, Masaru Hori, Masafumi Ito, Tatsuru Shirafuji
  • 学会等名: 応用物理学会（秋）