Elucidation of atomization mechanism and high-precision analysis of nano/microplastics by atmospheric pressure plasma

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<本研究の目的>：本研究は、霧化メカニズムの解明およびマイクロプラスチックを内包した霧化プロセスの解明および大気圧プラズマによるμプラスチック内重金属分析の３テーマを有機的に関連付ける事により、地球規模で問題となっているμプラスチックの環境への分散プロセスを定量化する事を目的としている。<霧化メカニズムの解明>：100年近く未解明問題として残されていた霧化メカニズムに対し、振動板を利用した新しい霧化方式を開発し、霧化直前の温度分布をマイクロ温度計により計測した。解析の結果、キャビテーション説や沸騰説が霧化の主要因ではない事を突き止めた。また、振動板から発生する微弱音に対し音響フーリエ解析を行い、振動板の共振周波数および霧化発生時の動画撮影により、霧化メカニズムの主要因は、表面波振動説が最有力である事を実験的および理論的に突き止めた。これら２つの研究結果は、JJAPとJAPの２つの論文誌に受理・公開された。しかし、現時点では、0.1μsec以上の分解能をもつ高速度カメラ撮影による、確定的な実験的根拠を示すには至っていない。<霧化液滴中のμプラスチック特性>：当該研究対象に関しては、上記振動板を利用して霧化された液滴中に、どの程度の大きさのμプラスチックが、どの程度の数密度で含まれているかを実験的に検証している。本研究に関しては、近日中（遅くとも研究期間中）に実験結果をまとめ、論文や学会で発表する予定である。<大気圧プラズマ関連>：本研究対象に関しては、上記μプラスチックを内包した霧化実験と並行し、ICP方式による大気圧プラズマ発生装置の開発に注力している。現時点における装置開発の進捗状況としては、大気圧アルゴンプラズマの点灯に成功し、現在、霧化溶液を内包した任意ガスの大気圧プラズマの発生を目指している。