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クラスター流体雰囲気におけるナノプラズマの発生とそのメカニズム解明

团簇流体气氛中纳米等离子体的产生及其机制的阐明

基本信息

批准号：
02J07967
负责人：
伊藤剛仁
金额：
$ 1.28万
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：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

二酸化炭素クラスター流体雰囲気(超臨界二酸化炭素雰囲気)において1μmギャップのタングステンマイクロ電極を用いた放電を行い、その放電開始電圧の温度、圧力依存性を測定した。結果として得られた32.5℃、35℃、40℃における放電開始電圧曲線から、臨界点付近において確認されていた放電開始電圧の谷が、温度依存性を持ち、温度の上昇とともに、谷の大きさが減少、位置が高圧力側にシフトする現象が確認された。同時に、3MPa付近における放電開始電圧曲線の変化(折れ)も確認された。放電開始電圧の谷は、気体雰囲気における一般的な放電理論である、「気体の放電理論」と、クラスタリングといった現象を顕著に表す「密度揺らぎ」を用いて解析を行い、放電開始電圧の谷と、クラスタリングとの相関性を示唆してきた。更に、3MPa付近における「折れ」と、臨界点付近の谷は、マクロな電極(5μm,10μmギャップ電極)における測定では確認されなかったことから、電極表面の影響が大きくなるマイクロギャップ(大きな表面/バルク比)特有の現象であり、その原因として、電極表面(エッジ)からの電子放出に起因した、雰囲気における電子吸着を示唆した。この、新たな雰囲気であるクラスター流体プラズマを用いた応用研究の第一歩として、超臨界二酸化炭素を反応雰囲気とした、さらには唯一の炭素原料としたカーボンナノチューブや、カーボンナノポリヘドロンなどの、カーボンナノ構造物質の作製を行った。さらに、銅の有機金属(copperbis(diisobutyrylmethanate))を溶融し、還元剤としての水素を含む超臨界二酸化炭素雰囲気においてプラズマの発生を行うことで、ガス雰囲気ではその作製が確認できなかった、銅ナノ構造物質の作製を確認した。この違いは、超臨界流体雰囲気の高溶解性といった利点を反映した結果と考えられる。従来の熱による反応促進とは異なり、放電による本反応促進機構は、雰囲気の温度上昇を必要とせず、超臨界流体のもつ高密度性などの利点との融合が図りやすいといった利点を持つと期待される。

The temperature and pressure dependence of the initial voltage of the discharge electrode in the operation of the supercritical diacidified carbon gas (supercritical diacidified carbon gas) was determined. The results showed that the curve of the initial voltage of the discharge at 32.5℃, 35℃ and 40℃ changed, and the critical point was close to it. The valley of the initial voltage of the discharge, the temperature dependence, the increase of temperature, the decrease of the valley, and the position of the high pressure side were confirmed. At the same time, the discharge voltage curve was changed when the pressure was close to 3MPa. In the beginning of the electric field, the electric field is divided into two parts: the electric field is divided into three parts: the electric field is divided into four parts In addition, 3MPa close to the "break", the critical point near the valley, the electrode (5μm,10μm electrode), the measurement confirmed that the electrode surface effect is large, the electrode surface (large surface/small ratio) unique phenomenon, the reason, the electrode surface (large surface/small ratio), the electron emission cause, the electron adsorption. The first step in the study of supercritical carbon is to prepare a unique carbon raw material for use in the production of structural materials. In addition, copper and organic metal (copperbis(diisobutylmethane)) are dissolved, reduced, and water elements are contained in supercritical carbon dioxide. The high solubility of supercritical fluid and supercritical fluid is reflected in the results. The temperature rise of supercritical fluid is necessary to improve the temperature of supercritical fluid, and the advantages of supercritical fluid fusion are expected to be maintained.