液中グロープラズマによる先進的反応場の生成と解析

使用液体中的辉光等离子体生成和分析高级反应场

基本信息

批准号：
18030008
负责人：
北野勝久
金额：
$ 4.03万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18030008/
关键词：
マイクロプラズマ液中プラズマプロセスナノ粒子プラズマ重合低周波大気圧マイクロプラズマジェットプラズマ滅菌電子スピン共鳴法大気圧プラズマ液体接触プラズマ液中プラズマプロセシングマイクロプラズマジェットプラズマ触媒誘電体バリア放電プラズマ還元

项目摘要

大気圧下にて簡単に生成可能なLF(Low Frequency)マイクロプラズマジェットの生成と応用に関する研究を進めてきた。従来に無いシンプルな高電圧単電極構造にもかかわらず、50μmから50mmと多様なサイズにて一様なプラズマ生成を実現している。低温なプラズマという特徴を有しており、熱負荷を与える事無く電子やラジカル等の活性種を非照射物に供給することが可能であり、液体、有機物、人体などのソフトマテリアルを非破壊でプラズマ処理する事が可能である。本方式によるプラズマジェットを液体に照射して行う"液中プラズマプロセシング"においては、液体そのものや液中溶解物に対する先進的な反応場としての利用が期待され、これまでに、液中イオンの還元によるナノ粒子合成、液中モノマーの重合による高分子合成、液中細菌のラジカル滅菌、等に関する先進的な研究成果が得られた。特に液中滅菌の研究においては、液中のラジカル反応が重要で有ることが示された。液体のpHが4.8以下で強力な滅菌効果が得られたが、これは気相中の酸素が由来のスーパーオキシドアニオンラジカルが液中に生成され、液中のプロトンとラジカル平衡関係(pKa=4.8)を保っていることから、p4.8以下でより滅菌力の強いヒ.ドロペルオキシラジカルがより多く生成されることだと結論づけた。また、液体表面に接するプラズマが生成する液中ラジカル診断のためにラジカルトラップ電子スピン共鳴法を用いることを提案したところ、各種ラジカルが生成されることが確認された。以上に示したように、液中プラズマプロセスに関して、プラズマ生成、応用、反応機構の解明に関する研究に関して、先進的な研究を行えたと結論づけることが出来る。

我们一直在研究可在大气压下轻松产生的 LF（低频）微等离子体射流的产生和应用。尽管采用了前所未有的简单高压单电极结构，但仍能在50μm至50mm的各种尺寸中实现均匀的等离子体生成。它具有低温等离子体的特点，可以在不施加热负荷的情况下向非照射物体供给电子、自由基等活性种，可以无损处理液体、有机物、有机物等软质材料。可以对人体进行等离子处理。在使用该方法用等离子体射流照射液体而进行的“液体等离子体处理”中，有望将其用作液体本身和液体中溶解物质的先进反应场，并且已经获得了先进的研究成果。使用纳米粒子的纳米粒子合成、通过液体中的单体聚合合成聚合物、液体中的细菌的自由基灭菌等。特别是在水下灭菌的研究中，已经表明液体中的自由基反应很重要。当液体的pH为4.8以下时，可以获得较强的灭菌效果，但这是因为液体中产生了源自气相氧的超氧阴离子自由基，并且液体中的质子和自由基之间的平衡关系（pKa） p4.8以下），可知在p4.8以下，产生更多的氢过氧自由基，具有更强的杀菌力。我们还提出使用自由基陷阱电子自旋共振来诊断等离子体与液体表面接触所产生的液体自由基，并证实产生了各种自由基。如上所示，我们可以得出结论，我们已经在等离子体的产生、应用以及液体等离子体过程的反应机制的阐明方面进行了先进的研究。