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2022 年度 実績報告書

生体内部への活性種輸送に着目にしたプラズマ源の比較研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K04430
研究機関西日本工業大学

研究代表者

川崎 敏之  西日本工業大学, 工学部, 教授 (30352404)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード大気圧プラズマジェット / プラズマ医療 / 活性酸素 / 分布可視化 / 活性種輸送の高効率化 / 流れ制御
研究実績の概要

4種類の構造が異なるプラズマジェット発生器による模擬生体内活性種輸送について実験を進めてきた。これまでの実験結果から,金属電極がガラスなどに覆われていない発生器を用いた場合,熱的・電気的負荷を模擬生体に与えることが明らかになっていた。そのため,最終年度は電極をガラスで被覆した2種類の発生器に焦点を絞り実験を進めた。発生器構造の違いによって模擬生体中の活性種の二次元分布が全く異なることを,本研究室独自の可視化手法により明らかにした。これまでヘリウムでのみプラズマを発生させることができる発生器を中心に実験を進めてきた。本研究にて新規に準備した発生器はアルゴンでもプラズマを発生させることができるため,ガス種の影響についても実験を行った。構造が同一であればヘリウムよりアルゴンを用いた方が,模擬生体深さ方向へ活性種供給に関しては有利であることを実験的に確認した。深さ方向への活性種の駆動力を検討するために,プラズマ照射によって誘起される液体流(プラズマ誘起流)についても調べた。その結果,発生器構造によってプラズマ誘起流も異なることを明らかにした。特に,ヘリウムでは実現ができなかったプラズマ誘起流の制御を,アルゴンガスにより制御することに成功した(特許2件出願済)。
今回,発生器構造の影響について,計画していた全てを実行することができなかったが,予想外の有益な結果も得ることができた。様々なガス種でもプラズマ発生が可能な発生器の使用によって,これまで実現できていなかったプラズマ誘起流制御については今後につながる大きな成果であろうと考えている。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Effect of supplied gas on ROS transport through liquid targets by plasma jet irradiation2023

    • 著者名/発表者名
      Heping Shi, Kecheng Shen, Toshiyuki Kawasaki
    • 雑誌名

      International Journal of Plasma Environmental Science and Technology

      巻: 17 ページ: e01003

    • DOI

      10.34343/ijpest.2023.17.e01003

    • 査読あり
  • [学会発表] プラズマ照射によって誘起される液体流の制御に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      沈克成, 史合平, 西田誠, 川崎敏之
    • 学会等名
      第24回静電気学会春期講演会
  • [学会発表] 供給ガスがプラズマ誘起流に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      沈克成, 史合平, 西田誠, 川崎敏之
    • 学会等名
      電気学会研究会「誘電・絶縁材料/放電・プラズマ・パルスパワー/高電圧」
  • [学会発表] Pressure Wave Measurement by Optical Wave Microphone During Plasma Formation2022

    • 著者名/発表者名
      Khing Zaw Phyo, Masahiro Kamasaki, Than Nu Nu San, Si Thu Han, Patamyar Oo, Toshiyuki Kawasaki, Fumiaki Mitsugi
    • 学会等名
      2022年(令和4年度)応用物理学会九州支部学術講演会
  • [学会発表] プラズマ由来の駆動力を利用した液体流の制御2022

    • 著者名/発表者名
      川崎敏之, 史合平, 沈克成
    • 学会等名
      2022年(令和4年度)応用物理学会九州支部学術講演会
  • [学会発表] プラズマ照射により生じる液体流の制御に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      川崎敏之
    • 学会等名
      第38回九州・山口プラズマ研究会
  • [学会発表] プラズマを照射した液体中の活性酸素分布と流れの可視化2022

    • 著者名/発表者名
      川崎敏之
    • 学会等名
      (独)日本学術振興会 プラズマ材料科学 第153委員会 第158回研究会 『大気圧プラズマの“非接触”診断と実装』
    • 招待講演
  • [学会発表] 周波数がプラズマ誘起流に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      史合平, 沈克成, 川崎敏之
    • 学会等名
      2023年度(第76回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
  • [学会発表] 液体へのArプラズマジェット照射による誘起流に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      史合平, 沈克成, 西田誠, 川崎敏之
    • 学会等名
      第46回静電気学会全国大会
  • [学会発表] Arプラズマジェットを照射した液体中のROS分布可視化2022

    • 著者名/発表者名
      沈克成, 史合平, 川崎敏之
    • 学会等名
      第46回静電気学会全国大会
  • [学会発表] Plasma-induced Liquid Flows in Surfactant Solution2022

    • 著者名/発表者名
      T. Kawasaki, H. Shi, K. Shen, M. Kamasaki, N. Takeuchi, F. Mitsugi
    • 学会等名
      12th International Symposium on Non-Thermal/Thermal Plasma for Pollution Control & Sustainable Energy / International Symposium on Electrohydrodynamics 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] H. Shi, K. Shen, T. Kawasaki2022

    • 著者名/発表者名
      Liquid Flows Induced by an Argon Plasma Jet Irradiation
    • 学会等名
      12th International Symposium on Non-Thermal/Thermal Plasma for Pollution Control & Sustainable Energy / International Symposium on Electrohydrodynamics 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-dimensional Visualization of ROS Transported into a Tissue Model by an Argon Plasma Jet2022

    • 著者名/発表者名
      K. Shen, H. Shi, T. Kawasaki
    • 学会等名
      12th International Symposium on Non-Thermal/Thermal Plasma for Pollution Control & Sustainable Energy / International Symposium on Electrohydrodynamics 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-dimensional Visualization of ROS Transported into a Mimic Tissue Model by Plasma Jet2022

    • 著者名/発表者名
      Kecheng Shen, Heping Shi, Toshiyuki Kawasaki
    • 学会等名
      International Young Electrostatic Scholar Symposium for Convergence Technology
    • 国際学会
  • [学会発表] Liquid Flows Induced by Argon Plasma Jet Irradiation2022

    • 著者名/発表者名
      Heping Shi, Kecheng Shen, Toshiyuki Kawasaki
    • 学会等名
      International Young Electrostatic Scholar Symposium for Convergence Technology
    • 国際学会
  • [産業財産権] 洗浄装置及び洗浄方法2023

    • 発明者名
      川崎敏之
    • 権利者名
      川崎敏之
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2023-004755
  • [産業財産権] プラズマ輸送装置およびプラズマ輸送方法2023

    • 発明者名
      川崎敏之
    • 権利者名
      川崎敏之
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2023-004756

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公開日: 2023-12-25  

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