溶液中反応性マイクロプラズマ利用の新機能性超分子システム構築法の開発

溶液中反应性微等离子体开发新型功能性超分子体系构建方法

• 批准号: 16040202
• 负责人: 畠山 力三
• 金额: $ 3.78万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16040202/
• 关键词: マイクロプラズマ; 内包カーボンナノチューブ; DNA; 電解質プラズマ; 気相-液相界面; 有機溶媒; 液中アーク放電プラズマ; 触媒金属

昨年度は,DNA内包カーボンナノチューブ(CNTs)創製を目的として,電解質マイクロプラズマ利用によりDNA内包の有効性を示すと共に,溶液中アーク放電マイクロプラズマを利用したナノカーボン創製に成功している.本年度は,電解質マイクロプラズマを用いた実験を引き続き行うとともに,新たに気相-液相界面グロー放電マイクロプラズマの生成実験を行い,DNA内包ナノカーボンの創製およびその構造同定法に関する実験を行った.電解質マイクロプラズマ1.電解質マイクロプラズマ中に導入した電極にDNA負イオンを照射するための直流電場,及びDNAの内包を容易にするためにDNAを伸長させる高周波電場を重畳印加し,電極に塗付したCNTsへのDNA負イオン照射実験を行った結果,DNA負イオン照射量は直流電場強度,照射時間に依存することが明らかになった.2.CNTsへのDNAの内包率は直流電場強度と高周波電場強度に依存し,電場強度が大きい程内包率が高くなることが明らかになった.3.CNTs内部に内包したDNAはその長さによって立体配置が異なり,5nm程度のDNAの場合には直線状,10nmのDNAの場合には,らせん状構造をとることが明らかになった.また,内包したDNAの疎水性部位である塩基が疎水性であるCNTs内壁側を向いて配置すると予想されるので,塩基の電気的特性をCNTsへ容易に反映させることが可能であると考えられる.気相-液相界面グロー放電マイクロプラズマ1.気相(プラズマ)-液相(溶液)界面を調べるために,メッシュ電極を用いた溶液混合マイクロプラズマ源を開発した.有機溶媒である流動パラフィンをメッシュ電極に含浸させたところ,安定かつ低電力で溶液混合大気圧グロー状放電プラズマの生成が可能であることが分かった.2.パラフィン混合プラズマの分光計測を行った結果,有機溶媒由来のものと考えられるCH及びC_2のスペクトルピークが観測された.3.プラズマ生成による電極上及びパラフィン中の煤状物質のラマン分光分析を行ったところ,グラファイト構造が形成されていることが明らかとなった.これらの結果は,液相物質からナノカーボン物質を形成できることを示しており,その過程で溶液中のDNA等を取り込み,DNA内包ナノチューブ等をこのプラズマにより形成できる可能性を示唆している.

Last year, the DNA inclusion matrix (CNTs) was successfully created by using the electrolyte matrix to demonstrate the effectiveness of DNA inclusion matrix in solution. This year, the production of new phase-liquid phase interfaces for electrolytes,DNA internals, and the creation of new structures and methods for determination of DNA internals were carried out. 1. Electrolytes are introduced into the electrode and DNA is irradiated with a DC electric field, and DNA is easily encapsulated in the electrode. 2. The DNA inclusion rate of CNTs depends on the DC electric field intensity and the high frequency electric field intensity, and the electric field intensity is large. 3. The DNA inclusion rate of CNTs depends on the length of DNA, and the three-dimensional arrangement is different. In the case of DNA of 5nm, it is linear. In the case of DNA of 10nm, it is linear. The structure of the structure is similar to that of the structure of the structure. The water content of the DNA in the inner part of the CNTs is easily reflected in the electrical properties of the CNTs. 1. Phase-liquid phase interface modulation, electrode mixing with solution development. Organic solvent is mobile and stable. The electrode is immersed in the solution. The solution is mixed with low power. The high pressure liquid is generated. The result of spectrometer measurement is possible. The origin of organic solvent is investigated by spectroscopic analysis of coal-like substances on the electrode and in the organic solvent. As a result, the formation of liquid phase substances, such as DNA, etc. in solution, is possible.

项目成果

Nanocarbon Formation Using Arc Discharge Plasma in Hydrocarbon Solvents as a Carbon Source

使用碳氢溶剂中的电弧放电等离子体作为碳源形成纳米碳

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of 27th International Conference on Phenomena in Ionized Gases (CD-ROM)
• 作者: Frey;H.U.;S.B.Mende;S.A.Cummer;A.B.Chen;R.-R.Hsu;H.-T.Su;Y.-S.Chang;T.Adachi;H.Fukunishi;Y.Takahashi;Kazuaki TaKeda;Kazuaki TaKeda;武田和晃;T.Kaneko;T.Okada;T.Okada;T.Okada;T.Okada;T.Okada;岡田 健;T.Okada;T.Okada;T.Okada;T.Kaneko
• 通讯作者: T.Kaneko

Material Incorporation Inside Single-Walled Carbon Nanotubes Using Plasma-Ion Irradiation Method

使用等离子体离子辐照方法将材料掺入单壁碳纳米管内部

• 发表时间: 2004
• 期刊: IEEE Transactions on Nanotechnology 3・3
• 作者: Sarashina;I.;Endo;K.et al.;H.Takaya;R.Hatakeyama;R.Hatakeyama;T.Izumida;W.Oohara;畠山 力三;R.Hatakeyama;R.Hatakeyama
• 通讯作者: R.Hatakeyama

Formation of Nanocarbons Using Arc Discharge Plasmas in Organic Solvents as Carbon Sources

使用有机溶剂中的电弧放电等离子体作为碳源形成纳米碳

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of Plasma Science Symposium 2005 and the 22nd Symposium on Plasma Processing P2-074
• 作者: T.Kaneko;T.Okada;R.Hatakeyama;T.Okada
• 通讯作者: T.Okada

Fullerene Negative Ion Irradiation toward Double-Walled Carbon Nanotubes Using Low Energy Magnetized Plasma

使用低能磁化等离子体富勒烯负离子辐照双壁碳纳米管

• 发表时间: 2004
• 期刊: Thin Solid Films 464-465
• 作者: T.Kaneko;T.Okada;R.Hatakeyama;T.Okada;T.Okada;R.Hatakeyama;G.-H.Jeong
• 通讯作者: G.-H.Jeong

Investigation of Fullerenes and Carbon Nanotubes Based on Plasma Science

基于等离子体科学的富勒烯和碳纳米管研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of Plasma Science Symposium 2005 and the 22nd Symposium on Plasma Processing S7-1
• 作者: Sarashina;I.;Endo;K.et al.;H.Takaya;R.Hatakeyama;R.Hatakeyama;T.Izumida;W.Oohara;畠山 力三;R.Hatakeyama
• 通讯作者: R.Hatakeyama