低次元界面液体におけるプラズマ電荷・活性種の時空間ダイナミクスの体系的解明

系统阐明低维界面液体中等离子体电荷和活性物质的时空动力学

• 批准号: 22H00114
• 负责人: 金子 俊郎
• 金额: $ 27.46万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00114/
• 关键词: 気液界面プラズマ; 低次元界面液体; 時空間ダイナミクス; 短寿命活性種; 輸送過程・空間分布

本研究では，プラズマと低次元界面液体との界面層における，電荷・気流，液体形状変化が相互作用することによって起こる特異的な界面反応を解明し，プラズマ照射液体内の反応生成物の完全制御の学術基盤を構築することを目的としている．初年度である 2022年度は，実験装置の製作，計測システムの構築，およびシミュレーションモデルの検討を行った．①プラズマ生成電荷・活性種の低次元界面液体への独立制御供給技術の開発：2022年度は，液柱流導入装置と単一微量液滴導入装置を製作し，これらの液体に接触させる『電荷制御プラズマ源』と『活性種制御プラズマ源』の設計と製作準備を実施した．②プラズマ照射低次元界面液体での活性種，電荷，電界，液体形状の計測手法の確立：2022年度は，液滴・液流の電荷計測および活性種計測を行うための，静電プローブおよび選択的化学プローブによる計測システムを構築した．③低次元界面液体の形状変化と化学反応のシミュレーション手法の開発：2022年度は，プラズマ－液柱流界面を注視したシミュレーションを行うため，数桁の濃度勾配をもつ二層構造液体の流動，気液界面での不安定性に起因する振動や破断，物質濃度等のスカラー量の対流・拡散輸送および化学反応による活性種生成が重畳する複雑系をシミュレートするモデルを検討した．なお本研究課題は，2022年度に採択された基盤研究(S)「プラズマ気液界面反応の時空間ダイナミクス解明が拓く革新的活性種制御合成技術」に引き継ぎ，研究を推進する．

This study is about low-dimensional interface liquid, interface layer, charge and flow, and liquid shape change interaction.るSpecial な interface reaction を explanation し, プラズマ irradiation liquid の reaction product の complete control の academic foundation を construction す る こ と を purpose と し い る. The first year of the year and the year of 2022, the production of the 実験 device, the measurement and construction of the システムの, and the およびシミュレーションモデルの検曒行った. ① The independent control and supply technology of the low-dimensional interface liquid that generates electric charge and active species is launched: in 2022, the liquid column flow introduction device and the micro-droplet guide The device is made and the liquid is in contact with the liquid. ②Purple irradiation of low-dimensional interface liquid active species, charge, electric boundary, liquid shape measurement method established: 2022 year, droplets and liquid flowsのcharge measurement およびactive species measurement を行うための, electrostatic プローブおよび选択's chemical プローブによるmeasurement システムをconstruct した． ③The development of low-dimensional interface liquid shape changing and chemical reaction techniques: FY 2022,ラズマ－Liquid column flow interface をObservation したシミュレーションを行うため, number of 桁のconcentration blending をもつ second-layer structural fluid The flow of the body, the instability caused by the liquid interface, the vibration and breakage, the flow and dispersion of the amount of material concentration, etc. Delivery of chemical reaction active species of および to generate がシミュレーシミュレートするモデルを検した． This research topic is based on the 2022 FY2019 Foundation Research (S) "Hydraulic Liquid Interface Reaction" Time and space ダイナミクス明が图くInnovative active species control synthesis technology」に cited by き継ぎ, research and advancement する.

项目成果

東北大学大学院工学研究科 金子・加藤研究室

东北大学工学研究科金子加藤实验室

The University of Minnesota(米国)

明尼苏达大学（美国）

東北大学大学院工学研究科 非平衡プラズマ学際研究センター

东北大学工学研究科非平衡等离子体跨学科研究中心