プラズマ／氷界面反応場の創製

等离子体/冰界面反应场的创建

基本信息

批准号：
19J13045
负责人：
榊原教貴
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J13045/
关键词：
プラズマ氷太陽系凍結水和電子フェムト秒レーザー

项目摘要

本研究課題では、プラズマ／氷界面反応場の創製および応用を目標として遂行された。申請者は本年度、前年度までに達成してきた自然科学への応用としての極低温宇宙環境氷天体に特有な物質生成過程の模擬、および工学への応用としてのプラズマ支援凍結テンプレート法の開発、をさらに強く推し進めた。前者については、太陽系氷天体の色分布に新たな説明を与えうる低温環境に特有な赤色物質の同定を目指し、赤色物質生成過程の温度依存性を解明することで、赤色物質同定に向けて大変有用な知見を得た。後者については、懸濁溶液の凍結に由来した凍結面の自己組織化構造を反映した表面構造を持つ複合薄膜の作製に成功し、凍結温度に応じた構造および光触媒性能の制御を実証した。本成果は凍結面の構造を積極的に用いた初めての材料作製プロセスであり、特徴的構造を持つ複合薄膜作製への新たな設計指針としてさらなる展開が期待される。同時に、フェムト秒レーザーを用いた最先端計測手法を駆使することで、プラズマ／氷界面反応場において重要な役割を果たすプラズマ誘起液相反応場における水和電子挙動の計測を遂行した。プラズマ環境に特有の長寿命な水和電子挙動を見出すことに成功し、プラズマ／氷界面反応場の応用に向けた新たな設計指針が示された。以上により、プラズマ／氷界面反応場の自然科学および工学への応用をさらに推し進めると同時に、新たにレーザー計測を用いることでプラズマ環境に特有な活性種挙動の解明にも成功した。

该研究主题的目的是创建和应用等离子体/冰接口反应场。申请人进一步推动了对材料生成过程的模拟，这是高温太空环境冰体所独有的，因为申请可以在上一年实现，并开发了等离子辅助的冻结方法作为工程的应用。关于前者，我们旨在识别低温环境所特有的红色物质，这些物质可以为太阳系中冰体的颜色分布提供新的解释，并通过阐明红色物质生产过程的温度依赖性，我们获得了非常有用的知识来识别红色物质。对于后者，我们成功地制造了一种复合薄膜，其表面结构反映了悬浮液冻结导致冷冻表面的自组装结构，并根据冷冻温度表明了对结构和光催化性能的控制。这是第一个积极利用冷冻表面结构的材料制造工艺，预计将进一步开发作为生产具有独特结构的复合薄膜的新设计指南。同时，通过使用飞秒激光器使用尖端测量方法，我们测量了等离子体诱导的液相反应场中的水合电子行为，这在血浆/冰界面反应场中起重要作用。我们已经成功地发现了血浆环境独有的长期水合电子行为，并为等离子体/冰界面反应场的应用提供了新的设计指南。因此，我们进一步促进了等离子体/冰界面反应场在自然科学和工程中的应用，与此同时，我们通过使用新的激光测量结果成功阐明了等离子体环境独特的活性物种的行为。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Time-resolved observation of femtosecond laser-induced plasmas in water

水中飞秒激光诱导等离子体的时间分辨观测

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Noritaka Sakakibara;Makoto Tanaka;Hiroyuki Toyokawa;Tsuyohito Ito;Kazuo Terashima;Yukiya Hakuta;Eisuke Miura
通讯作者：
Eisuke Miura

Low Temperature Plasma for Astrochemistry: Toward a Further Understanding with Continuous and Precise Temperature Control

天体化学中的低温等离子体：通过连续和精确的温度控制进一步了解