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超臨界流体プラズマ生成・診断、および、それを用いた環境調和型材料プロセスの創製

超临界流体等离子体的生成和诊断，以及利用它创建环保材料工艺

基本信息

批准号：
07J02093
负责人：
笘居高明
金额：
$ 1.22万
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、「超臨界流体プラズマ生成・診断・および、それを用いた環境調和型材料プロセスの創製」を目的とする。本年度の研究においては、この新規プラズマ状態、さらにはプラズマプロセスの更なる理解・制御のために"時間的・空間的な疎密混合状態のプラズマ反応場"のモデル反応場として、超臨界流体の密度揺らぎと比較し、時間的・空間的にマクロな系で揺らぎが生じている、バブルを含む液中におけるプラズマ反応場の生成・解析を行い、本プラズマ反応場制御に関する新たな知見を獲得した。具体的には、生理食塩水中において100μm程度の微小電極にAC電圧(10-100kHz)を印加し、主としてジュール加熱による、ガス注入無しでのバブル生成を行い、バブル中でのプラズマを形成した。印加電圧波形の制御のみで、電極上に10分以上安定に存在させた単一バブルと、電極近傍で生成されたバブルクラウドとの2つのバブルモードにおける安定なプラズマ形成、制御に成功している。さらに電気的特性、プラズマ中の励起種等を診断すると共に、計算機モデリングにより、バブルクラウド形成時に見られるバブル流が、主に誘電泳動力により駆動されていることを示唆した。誘電泳動力は、電界勾配と周囲媒質との誘電率の差により生じ、超臨界流体プラズマ反応場においても、疎密による誘電率の分子レベルでの空間的不均一性により、この力が働くことが考えられることから、誘電泳動力が、超臨界状態も含めた、疎密混合状態のプラズマ反応場の効率的輸送、さらにはプラズマ処理の空間的制御に効果的であることが期待される。また生体環境調和型プロセスとして、バブルクラウドモードでの液中プラズマ殺菌を行い、180sで99.5%の殺菌を実現した。本手法は、微小プラズマを用いることによる利便性と共に、高速処理能を有しており、次世代殺菌技術に大きく貢献しうるものである。

The purpose of this study is to create supercritical fluid for diagnosis and application. This year's research focuses on the understanding and control of the new state of supercritical fluid, the density comparison of supercritical fluid, the time and space of supercritical fluid, and the generation of supercritical fluid. The new knowledge of the generation and analysis of the anti-reflection field in the liquid phase and the control of the anti-reflection field is obtained Specifically, the AC voltage (10-100kHz) of the micro electrode in the physiological water is increased, the main temperature is increased, and the injection temperature is increased. When the voltage waveform is controlled, the electrode is stable for more than 10 minutes, and the electrode is generated near the electrode. The characteristics of the current, the excitation of the current, etc. are diagnosed, and the computer is used to detect the current, the main induction power, etc. Electrophoresis dynamics, electric field coordination, dielectric permittivity difference, supercritical fluid, reaction field, density, molecular permittivity, spatial heterogeneity, induced electrophoresis dynamics, supercritical state, dense mixed state, transmission of reaction field efficiency, The control of the space is expected to be completed. The biological environment is harmonious, and 99.5% of the vitamin is present in the liquid. This method has the advantages of high speed processing and great contribution to the next generation of technology.