新医療福祉機器を目指した大気圧室温プラズマ生成

新型医疗福利设备常压常温等离子体发生

基本信息

批准号：
16654096
负责人：
大津康徳
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Saga University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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

项目摘要

プラズマは、電子、イオンの荷電粒子の他に、種々の反応性を有する多量のラジカルから構成される。イオンやラジカルは、ドライエッチングやプラズマCVD等のプラズマプロセスで周知の様に、様々な化合物と相互作用を行い、表面改質や未知の反応過程を経て新たな物質を創製できる。従って、これらの粒子は、様々な化合物で構成されている生体との反応により、生体に対して有機的な役割を果たす可能性が期待できる。生体とプラズマを相互作用させるためには、大気圧かつ室温のプラズマを生成しなければならない。本研究では、新医療福祉機器を目指した大気圧室温プラズマの生成を実現させることを目的とする。具体的には、比較的ガス温度が低いバリア放電方式を採用し、下部電極構造をメッシュ電極にすることで低温大気圧プラズマを実現した。更に、低融点材料(PET、PP)の表面処理を行った。平成16年度に構築したメッシュ電極を用いた大気圧室温プラズマを用いて、PETフィルム等へのプラズマ照射実験を行った。その照射後の表面状態評価として、撥水性や膜質の分析を水接触角計やFTIR分析計により評価を行った。プラズマ照射実験では、導入ガス、混合ガスの種類、ガス流量、照射時間などを変化させて、PP(手書きOHPシート)やPETフィルム(複写用OHPシート)の表面状態変化を調べた。その結果、PPフィルムに対しては、プラズマ照射後に、撥水性の向上が観測された。その撥水性は、照射時間のみに依存し、ガスの種類や流量には依存しないことがわかった。一方、PETフィルムでは、PPフィルムと同じ条件範囲では、撥水性はほとんど変化しなかった。PPの融点は、PETのそれに比べて低い。このことから、本研究で開発した大気圧室温プラズマは低融点材料の表面改質に適していることが明らかとなった。この成果により、今後、プラズマと生体との相互作用へ展開が期待できる。

等离子体除了电子、离子等带电粒子以外，还由大量具有各种反应性的自由基构成。众所周知，在干法蚀刻和等离子体 CVD 等等离子体工艺中，离子和自由基可以与各种化合物相互作用，并通过表面改性和未知的反应过程产生新物质。因此，预计这些颗粒可能通过与由各种化合物组成的生物体发生反应而在生物体中发挥有机作用。为了使生物体与等离子体相互作用，必须在大气压和室温下产生等离子体。本研究的目的是实现新型医疗福利设备常压室温等离子体的产生。具体来说，我们采用气体温度相对较低的阻挡放电方法，并使用网状电极作为下电极结构，实现了低温常压等离子体。此外，我们还对低熔点材料（PET、PP）进行了表面处理。我们使用2004年制作的网状电极，利用常压室温等离子体对PET薄膜等进行了等离子体照射实验。为了评估照射后的表面状况，使用水接触角计和 FTIR 分析仪分析防水性和薄膜质量。在等离子体照射实验中，通过改变导入气体、混合气体的种类、气体流量、照射时间等，研究了PP（手写OHP片）和PET薄膜（复印用透明片）的表面状态的变化。结果，观察到等离子体照射后的PP膜的拒水性得到改善。发现防水性仅取决于照射时间而不取决于气体的类型或流速。另一方面，在与PP膜相同的条件范围内，PET膜的拒水性几乎没有变化。 PP的熔点比PET低。由此可见，本研究开发的常压室温等离子体适用于低熔点材料的表面改性。这一结果有望促进血浆与生物体之间相互作用的未来发展。