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2013 年度 実績報告書

放電およびレーザー照射による超臨界流体プラズマを利用した反応および材料調製

研究課題

研究課題/領域番号 21246119
研究機関名古屋大学

研究代表者

後藤 元信  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80170471)

研究分担者 佐々木 満  熊本大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (40363519)
キタイン アルマンド  熊本大学, 自然科学研究科, 助教 (50504693)
研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2014-03-31
キーワード超臨界流体 / 放電プラズマ / レーザー照射 / 化学反応 / ナノ粒子
研究概要

超臨界流体/液体界面および超臨界流体中でプラズマを発生させ、材料プロセシングおよび物質変換手法の開発を目的とした。
常圧から超臨界領域の圧力でのガス・超臨界流体と液体界面での放電プラズマを利用した物質変換プロセスについて、研究を行った。メチルオレンジ等の色素の反応、アミノ酸の反応について反応機構を解明することを目的に詳細に検討した。生成物の分析の他に、プラズマの発光強度の測定を実施し、化学反応へのプラズマの関与を考察した。プラズマによる反応率への操作条件の関係、ならびに反応率と消費エネルギーの関係を示した。酢酸アンモニウムからグリシンが生成すること、グリシン等のアミノ酸がペプチド化することを明らかにした。また、高圧条件下で高濃度グリシン溶液からアミノ酸修飾カーボンナノ粒子が生成することがわかった。
超臨界二酸化炭素中でのパルスレーザー照射によるアブレーションおよびそれによる微粒子・薄膜の形成を検討した。金、銀、銅およびニッケルプレートをターゲットとしてレーザー照射し、二酸化炭素の密度とレーザー照射時間の金属プレートへの影響ならびに生成された金属ナノ粒子への影響を考察しメカニズムを示した。超臨界流体中でのアブレーションにより生成するナノ粒子やクレーターの流体圧力依存性が極めて大きく、臨界点近傍で顕著な違いがみられることがわかった。その機構を解明するためにレーザーによるプラズマ発光強度の測定を行い、その圧力依存性を明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Characteristics of optical emission intensities and bubblelike phenomena induced by laser ablation in supercritical fluids2014

    • 著者名/発表者名
      N. Takada, S. Machmudah, H. Goto, Wahyudiono, M. Goto, K. Sasaki
    • 雑誌名

      Jap. J. Applied Physics

      巻: 53 ページ: 10213

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.010213

  • [雑誌論文] Decomposition of methyl orange using pulsed discharge plasma at atmospheric pressure: Effect of different electrodes2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Hayashi, Wahyudiono, S. Machmudah, N. Takada, H. Kanda, K. Sasaki, M. Goto
    • 雑誌名

      Jap. J. Applied Physics

      巻: 53 ページ: 10212-1-8

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.010212

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pulsed Discharge Plasma over a Water Surface Induces Decoloration of Dyes2013

    • 著者名/発表者名
      Wahyudiono, S. Machmudah, M. Goto
    • 雑誌名

      J. Physics : Conference Series

      巻: 441(1) ページ: 12008

    • DOI

      10.1088/1742-6596/441/1/012008

  • [雑誌論文] Fabrication of gold and silver nanoparticles with pulsed laser ablation under pressurized CO22013

    • 著者名/発表者名
      S. Machmudah, Wahyudiono, N. Takada, H. Kanda, K. Sasaki, M. Goto
    • 雑誌名

      Advances in Natural Sciences : Nanoscience and Nanotechnology

      巻: 4(4) ページ: 45011

    • DOI

      10.1088/2043-6262/4/4/045011

  • [学会発表] Peptide Synthesis from Amino Acid Induced by Pulsed Discharge Plasma over Aqueous Solution at Pressurized Argon2014

    • 著者名/発表者名
      Yui Hayashi, Wahyudiono, Siti Machmudah, Motonobu Goto
    • 学会等名
      6th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials / 7th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      20140302-20140306
  • [学会発表] Synthesis of Ni nanoparticles by pulsed-laser ablation in supercritical CO22014

    • 著者名/発表者名
      Mardiansyah Mardis, Noriharu Takada, Wahyudiono, Siti Machmudah, Koichi Sasaki, Motonobu Goto
    • 学会等名
      6th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials / 7th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      20140302-20140306
  • [学会発表] Elucidation of reaction pathway and mechanism for alanylalanine elongation under pulsed discharge plasma in water2014

    • 著者名/発表者名
      Yuka Sakai, Atsushi Nagira, Mitsuru Sasaki, Armando T. Quitain, Motonobu Goto, Kunio Kawamura
    • 学会等名
      8th International Conference on Reactive Plasmas / 31st Symposium on Plasma Processing
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      20140204-20140207
  • [学会発表] Ablation Process by Nanosecond Laser Pulses in Supercritical CO2 Medium2014

    • 著者名/発表者名
      Motonobu Goto, Siti Machmudah, Wahyudiono, Noriharu Takada, Koichi Sasaki
    • 学会等名
      8th International Conference on Reactive Plasmas / 31st Symposium on Plasma Processing
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      20140204-20140207
  • [学会発表] Magnetite Film Formation Using Hydrothermal Electrolysis2013

    • 著者名/発表者名
      Siti Machmudah, Rizka Zulhijah, Wahyudiono, Heru Setyawan, Motonobu Goto
    • 学会等名
      9th World Congress of Chemical Engineering
    • 発表場所
      Seoul, Koea
    • 年月日
      20130818-20130823
  • [学会発表] Integrated Optical Emission Intensity of Plasma Generated by Pulsed Laser Ablation of Gold Plate in Supercritical CO22013

    • 著者名/発表者名
      Wahyudiono, Siti Machmudah, Noriharu Takada, Koichi Sasaki, Motonobu Goto
    • 学会等名
      21st International Symposium on Plasma Chemistry
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      20130804-20130809
  • [学会発表] Observation of Optical Emission Intensity of Plasma Induced by Nanosecond Laser Pulses in Supercritical CO2 Medium2013

    • 著者名/発表者名
      Siti Machmudah, Wahyudiono, Noriharu Takada, Koichi Sasaki, Motonobu Goto
    • 学会等名
      21st International Symposium on Plasma Chemistry
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      20130804-20130809
  • [学会発表] Novel Green Reaction Process Using Pulsed Discharge Plasmaat Gas-Liquid Interface2013

    • 著者名/発表者名
      Yui Hayashi, Wahyudiono, Siti Machmudah, Noriharu Takada, Motonobu Goto
    • 学会等名
      6th International Conference on Green and Sustainable Chemistry
    • 発表場所
      Nottingham, UK
    • 年月日
      20130804-20130807
  • [学会発表] Observation of plasma and cavitation bubble-like phenomena induced by laser ablation in supercritical carbon dioxide2013

    • 著者名/発表者名
      Noriharu Takada, Wahyudiono, Siti Machmudah, Koichi Sasaki, Motonobu Goto
    • 学会等名
      The 12th Asia Pacific Physics Conference
    • 発表場所
      Makuhari Messe
    • 年月日
      20130714-20130719
  • [学会発表] Conversion of Organic Compounds by Pulsed Discharge Plasma at Pressurized Argon and Aqueous Solution Interface2013

    • 著者名/発表者名
      Yui Hayashi, Wahyudiono, Siti Machmudah, Motonobu Goto
    • 学会等名
      12th International Symposium on Sputtering & Plasma Processes
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20130710-20130712
  • [学会発表] Effect of temperature condition and surfactant on the formation of iron nanoparticle using pulsed plasma in liquid2013

    • 著者名/発表者名
      Zhazgul Kelgenbaeva, Emil Omurzak, Saadat Sulaimankulova, Motonobu Goto, Tsutomu Mashimo
    • 学会等名
      12th International Symposium on Sputtering & Plasma Processes
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20130710-20130712
  • [学会発表] Plasma Induced Nanosecond Laser Ablation of Solid Target under Supercritical CO22013

    • 著者名/発表者名
      Wahyudiono, Siti Machmudah, Noriharu Takada, Koichi Sasaki, Motonobu Goto
    • 学会等名
      12th International Symposium on Sputtering & Plasma Processes
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20130710-20130712
  • [学会発表] Comparison of particles generated by fundamental and second harmonic laser ablation in supercritical CO2 medium2013

    • 著者名/発表者名
      Siti Machmudah, Wahyudiono, Noriharu Takada, Koichi Sasaki, Motonobu Goto
    • 学会等名
      12th International Symposium on Sputtering & Plasma Processes
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20130710-20130712
  • [学会発表] Reaction Process Induced by Pulsed Discharge Plasma at Pressurized Argon and Aqueous Solution Interface2013

    • 著者名/発表者名
      Yui HAYASHI, Wahyu DIONO, Siti MACHMUDAH, Noriharu TAKADA, Motonobu GOTO
    • 学会等名
      7th International Conference on Materials for Advanced Technologies, ICMAT 2013
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      20130630-20130705
  • [学会発表] Material Processing Using Plasma in Supercritical Fluid2013

    • 著者名/発表者名
      M. Goto
    • 学会等名
      9th World Congress of Chemical Engineering
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2013-08-19
  • [学会発表] Electrical Processes in Supercritical Fluids

    • 著者名/発表者名
      M. Goto
    • 学会等名
      RGJ-Ph.D. Congress XIV
    • 発表場所
      Pattaya, Thailand
    • 招待講演
  • [学会発表] Metal Nanoparticles Produced by Laser Ablation in Supercritical Carbon Dioxide

    • 著者名/発表者名
      M. Goto, S. Machmudah, Wahyudiono, N. Takada, K. Sasaki
    • 学会等名
      Int. Conf. Nanoscience & Technology
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 招待講演
  • [学会発表] Reaction of Organic Compounds Induced by Discharge Plasma at Pressurized Argon and Aqueous Solution

    • 著者名/発表者名
      Y. Hayashi, Wahyudiono, S. Machmudah, N. Takada, H. Kanda, M. Goto
    • 学会等名
      8th Int. Conf. Supercritical Fluids
    • 発表場所
      Kaohsiung, Taiwan
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemical Reaction and Material Processing Using Pulsed Power in Supercritical Fluids

    • 著者名/発表者名
      M. Goto
    • 学会等名
      International Symposium for the 70th Anniversary of the Tohoku Branch of the Chemical Society of Japan
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 招待講演
  • [備考] 名古屋大学後藤研究室

    • URL

      http://www.nuce.nagoya-u.ac.jp/L1/index.html

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公開日: 2015-05-28  

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