低温大気圧プラズマ照射による溶液中帯電粒子の輸送制御

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本研究の目的は、医療・バイオ分野における低温大気圧プラズマの利用を加速するため、大気圧環境下でプラズマを液体に照射し、その際の溶液中帯電粒子輸送を理解し、それを制御することにある。本年度は、昨年度中に立ち上げを行った針電極・液面間放電装置を用い、液中粒子運動の可視化を試みた。その前段として、プラズマ照射にともない液体のpHが変化することを利用し、メチルレッドやメチルオレンジを用いて溶液中の流れの可視化を行った。プラズマによる流れ形成は、気流との摩擦によるものや浮力・表面張力変化などの影響を受ける。実験の結果、プラズマ生成パラメータやプラズマ生成法に依存して、液中流速やその向きが異なることがわかった。プラズマパラメータと流れの間の関係を検討中である。溶液中の帯電粒子として、本年度はアルブミン（血中たんぱくの一種）を主に使い実験を行った。アルブミン溶液は、プラズマ照射によりほとんどpHが変化せず、アルブミン分子の電荷はほぼ一定と考えられるためである。針電極を用いた放電をアルブミン溶液に対して照射したところ、アルブミンがプラズマ放電部直下に凝集した。プラズマ処理初期では、ほぼ一定の速度で凝集物が大きくなることがわかった。その後、アルブミン凝集物があるサイズに達すると、凝集物から小さい凝集物が分離していく様子を再現性良く観察した。現在、プラズマ生成の電流の揺らぎや液中の流れなどとともに、凝集メカニズムと溶液中の電位形成について検討を行っている。