大学院工学研究科 電気エネルギーシステム専攻

プラズマ・エネルギー
大学院工学研究科
電気エネルギーシステム専攻
エネルギーデバイス工学講座
応用電磁エネルギー分野
MgO系ナノロッド
ホローマグネトロンプラズマ
<研究分野の概要>
21世紀の新技術開発並びに科学技術の新領域学
問分野の開拓に不可欠なプラズマ現象の解明と応用
を通じて,“プラズマ・サイエンス”の更なる発展と
基盤充実へ寄与することを目的としています.
プラズマ基礎
現象の解明
‹プラズマの物理現象の解明
産業への応用
エネルギー・新材料
知的プラズマ制御
‹産業的応用を目指した知的プラズマ制御
微粒子プラズマ
負イオンプラズマ
波動現象・非線形現象
放電現象の基礎
電子・イオンエネルギー制御
高品質ナノ結晶・微結晶
宇宙プラズマ 医療・環境・バイオへの応用 技術
マイクロチャンネルプラズマ技術
バイオ・医療
環境
<主な産学連携テーマ>
1.極微細管内壁の内面処理-プラズマによる細管内壁の表面改質
直径が1mm以下で長さがメートル級の微細ガラス管,プラスチック管,ビニール管,セラミックス
管などの内壁面を一様に内面処理,もしくは別材料を内面に一様にコーティングする技術が可
能となります。医療,環境,バイオ,電子部品,センサーなど様々な分野で応用が可能となりま
す.フレキシブルな細管や折れ曲がった細管などにも適用できます.絶縁材料のみならず,導
電性材質の細管や金属細管にも応用できます.内面を親水処理,撥水処理,導電性薄膜コー
ティング処理など多彩な応用が可能です.直径が1mm以上の細管も容易に対応可能です.
1m以上
1mm以下 撥水性・親水性・各種材料など
新たな付加価値
を内壁面に搭載
した,極微細管
の作成が可能
電子放出材料
光触媒材料
光半導体材料
800μm
内径0.7φ/外径0.8φ長さ1mの 高分子細管内のプラズマ発光
内径0.8mmの細ガラス管内
壁面のプラズマ処理
2. 酸化物金属の球状・中空・ナノ・単結晶・微粒子の作製 - 高機能性薄膜を目指したプラズマエネルギー制御
球状で中空のMgO単結晶ナノ微粒子を作製に成功.中空酸化物粒子は、球状粒子と比較し
て、大きな光散乱特性を有する特徴を持ち,触媒担体、マイクロカプセル、薬剤など多種多様
な応用面が期待されます.中空部分に別材料を封入して,新規特性の発現が可能になります.
単結晶であることからも多彩な応用が可能となります. その他のナノ材料技術
TEM
‹高品質ダイヤモンドの核化及び成長技術
‹長寿命高効率太陽電池用シリコン薄膜の堆積
CO2 ‹光機能性金属酸化薄膜の表面ナノ構造制御
回折像
‹放電プラズマ中マイクロ微粒子の挙動制御
MgOナノ結晶粒子
ZnOナノワイヤー
カーボン系ナノ粒子
3. 環境・医療・バイオ・マイクロプロセスへ応用
地球温暖化の要因とされる二酸化炭素や天然ガス(メタン)をプラズマで分解し、水素生成や
再生可能なエネルギー物質を生成します.高齢化社会で深刻な問題となる人工歯根をプラズ
マの薄膜堆積技術を応用して,顎骨になじむ界面を構築します.空気のプラズマ放電処理に
より,オゾンを含むバイオ活性物質を生成して,魚類の成長促進を実現します.この技術は,農
業や養殖産業で活用できます.
‹二酸化炭素や天然ガス(メタン)をプラズマ分解
電磁波照射による魚骨の脆弱化や
CH3OH
水素生成,再生可能エネルギー物質の創製
筋肉組織の軟化など食品分野にも
メタノール
‹環境浮遊微粒子のプラズマによる除去改質技術
対応できます.
H2O
<連携への希望と期待>
‹長寿命高齢化社会に対応した人工歯根作製技術
‹プラズマ処理による魚類や植物の成長促進化
・プラズマの特質を活用した
新技術の創生と多彩な用途
低負荷型医療技術
・医療・環境・新材料・バイ
オ・エネルギ-などの分野へ
の技術移転が可能
・技術相談や共同研究を積極
的に歓迎.資金や人材を受け
入れ,更なる技術開拓に協力
応用電磁エネルギー分野(飯塚)
大気圧プラズマの環境応用
人工歯根へのチタン
コーティング
ニジマスの成長促進
www.ecei.tohoku.ac.jp/plasma/