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．

在这项研究中，由电荷，气流和液体形状之间的相互作用引起的特殊面部反应完全控制了等离子体和低维表面液体之间的界面层的变化，并且完全控制了反应产物中反应产物的完全控制血浆辐射液的目的是建立一个学术基础。在2022财年，第一年，实验设备的生产，测量系统的构建和模拟模型。 （1）为血浆产生的电荷和活性物种的低维表面液体的独立控制供应技术开发：在2022财年，解决方案柱流介绍设备和单个微液体安装设备，并与这些液体接触。为控制等离子体源设计和准备“活跃物种控制等离子体源”。 （2）在血浆辐照度低维相互互换的表面液体中，建立活性物种，电荷，电场和液体形状测量方法：在2022财年，用于测量激活物种的电荷和液体流量以及测量的电荷探针和选择。建立了具有化学探针的测量系统。 （3）低维表面液体的形状变化和化学反应的模拟方法：在2022财年，具有几位浓度的双层液体流体，以模拟等离子柱流模拟一个复杂的系统，该系统由于液体表面的不稳定，标量水平（例如材料浓度）（例如材料浓度以及由于化学反应而导致的活性物质）而导致的振动和标量损坏重叠。该研究问题由基金会研究继承，“创新的激活动态控制技术，该技术是由spatemace Dynamics在等离子体空中面向-FATO -FACE反应中开放的”。

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