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．

这项研究旨在阐明当等离子体和低维界面液体之间的电荷，气流和液体形式的变化的变化时发生的特定界面反应，并为在血浆 - 辐照液体中完全控制反应产物的学术基础建立了学术基础。在2022年的第一年，我们对实验设备，测量系统的构建和仿真模型进行了研究。 1。为血浆生成电荷和活性物种的低维界面液体的独立控制供应技术的开发：在2022财年，我们制造了液柱流介绍设备和单个微量液滴介绍设备，并为“电荷控制的等离子体来源”和“活跃物种对控制的等离子源”设计并准备了与这些液体接触这些液体的“电荷控制”和“”。 2）建立一种测量血浆辐照低维界面液体中活性物种，电荷，电场和液态形状的方法：在2022财年，我们使用静电和选择性化学探针构建了测量系统，用于测量液滴和液滴和液体流量的电荷和活性物种。 3）开发低维界面液体形状变化和化学反应的模拟方法的开发：在2022财年中，以密切关注浆液柱流量界面，以密切关注模拟，我们研究了一个模拟的模型，该模型模拟了一个复杂的系统，在该模型中，对流和量表的扩散量是在材料浓度和扩散量的范围内，例如材料浓度和散布的范围，例如，散布了范围的范围，并进行了反应，并进行了散布的范围。具有数量级，振动和破裂的浓度梯度的两层液体由气液界面处的不稳定性以及化学反应产生的活性物种的对流和扩散转运。该研究主题将延续到基础研究中：“创新活性物种控制合成技术，该技术揭开了2022年通过的血浆气体界面反应的时空动力学”，并将促进研究。

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