大気圧プラズマの基礎と最新応用技術

第1部 大気圧プラズマの基礎と新しいプラズマ装置の開発

大気圧プラズマは真空容器や排気設備を必要とせず、また高密度な活性種を生成できるため，産業応用には大変多くのメリットがあります。特に低温プラズマは、材料表面の親水化処理、接着性の向上、クリーニング等の分野で急速に利用され、ウイルスの不活化や殺菌への応用も進められています。
しかし、大気圧プラズマの発生や使用法についてはブラックボックス的な部分が多いため、利用への敷居が高いのも事実です。本講座では、各種の大気圧プラズマ生成法とその特徴、プラズマ中で起こっている事をわかりやすく解説するとともに、最新の大気圧プラズマ装置の現状と、表面・粉体・液体・気体等の処理例を紹介します。

１．大気圧プラズマの基礎
　1.1 教科書に書かれているプラズマ
　1.2 なぜ大気圧プラズマ？
　1.3 様々な大気圧プラズマの生成法とその特徴
　1.4 プラズマ中では何が起こっているか

２．大気圧高温プラズマとその応用
　2.1 大気圧高純度マルチガスプラズマ
　2.2 地球温暖化ガスの分解
　2.3 高速半導体プロセシング

３．新しい大気圧低温プラズマとその応用
　3.1 マルチガス化の必要性
　3.2 マルチガスプラズマジェット
　3.3 リニア型プラズマ
　3.4 大面積プラズマ
　3.5 シャワーヘッド型プラズマ
　3.6 零下から高温まで温度を精密制御できるプラズマ
　3.7 高速親水化処理・クリーニング
　3.8 コーティング、接着性の向上
　3.9 金属酸化膜の超高速還元
　3.10 殺菌、ウイルス不活化
　3.11 プラズマ医療機器
　3.12 ファインバブル、超音波、光等との併用
 
４．質疑応答
 
<受講によって得られる知識・ノウハウ>
 ・プラズマの予備知識を前提としない大気圧プラズマの基礎
 ・大気圧プラズマ装置の種類と特徴と有効な応用法
 ・新しい大気圧プラズマ装置の開発現状
 ・大気圧高温および低温プラズマの工業・環境・医療等への応用例

 

第2部　大気圧プラズマの環境浄化および表面処理への応用

本講演でははじめに、大気圧プラズマの発生方法と発生メカニズムの基礎について実例をあげわかりやすく解説します。次に講師が開発した大気圧プラズマ複合処理技術の基礎と応用例を、分野の最新動向を交えながらわかりやすく解説します。例として環境浄化と表面処理への応用例を取り上げます。具体的には、ディーゼルエンジン排ガス処理、水中プラズマによる水浄化廃水処理、揮発性有機化合物（VOC）分解処理、空気清浄装置、フッ素樹脂フィルムの接着性向上技術、ガラス表面およびポリマー表面の恒久的処理技術などを選択して解説し、受講後、類似の開発を直ちに始めることができるような具体的情報を提供します。なお、研究途上の技術については実用化に向けた技術的課題、今後の見通しを述べます。

１．大気圧プラズマの発生方法と発生メカニズムの基礎
　1.1 大気圧プラズマと発生法
　1.2 オゾン発生装置
　1.3 沿面放電方式
　1.4 パックドベットプラズマリアクタ
　1.5 プラズマジェット電極
　1.6 プラズマ発生装置の例
　1.7 電流電圧電力波形

２．ディーゼルエンジン排気のPM、NOx同時除去
　2.1 ディーゼルPM除去装置
　2.2 PMの低温燃焼浄化
　2.3 NOxの還元浄化
　2.4 船舶ディーゼルNOx除去の経時変化

３．水中気液界面プラズマによる廃水処理
　3.1 プラズマ発生の原理と装置詳細
　3.2 電極による放電状態の違い
　3.3 代表的OHラジカル発生法比較
　3.4 各種計測・試験の結果とまとめ

４．低温プラズマ複合処理によるＶＯＣ（揮発性有機化合物）分解技術
　4.1 プラズマ発生の原理と装置詳細
　4.2 プラズマ脱着を用いたVOC処理技術
　4.3 非熱プラズマ発生時の放電写真
　4.4 各種計測・研究の結果の例

５．プラズマ空気清浄システム
　5.1 プラズマ脱臭の原理
　5.2 空気清浄機の構造と結果
　5.3 プラズマ空気清浄のデモンストレーション
　5.4 各種計測・試験の結果
 
６．大気圧低温プラズマ発生法とフッ素樹脂フィルムの接着性向上技術
　6.1 コロナ放電処理とプラズマ処理による親水化の理由
　6.2 大気圧プラズマグラフト重合処理装置
　6.3 プラズマ装置と電子回路
　6.4 フッ素樹脂フィルム処理の実験装置と実験条件
　6.5 接着性評価結果
　6.6 テフロン表面へのめっきについて（プラズマ複合めっき処理）
　6.7 A4サイズ プラズマグラフト重合処理のデモンストレーション
 
７．大気圧プラズマ複合プロセスによるガラス表面およびポリマー表面の恒久的処理技術
　7.1 自動車のフロントガラスやサイドミラーの水滴除去
　7.2 プラズマのみを照射した場合（親水性向上）
　7.3 プラズマ・ケミカル複合プロセスによる恒久的はっ水処理
 
８．質疑応答

<受講によって得られる知識・ノウハウ>
 ・プラズマの予備知識を前提としない，大気圧プラズマの形成法と応用法の知識
 ・プラズマによるディーゼルエンジン排気のPM，NOx同時除去技術
 ・プラズマによる排ガス処理技術に関する知識
 ・水中気液界面プラズマによる廃水処理技術に関する知識
 ・低温プラズマ複合処理によるＶＯＣ（揮発性有機化合物）分解技術に関する知識
 ・プラズマ空気清浄システムに関する知識
 ・プラズマ複合プロセスによるフッ素樹脂フィルムの接着性向上技術に関する知識
 ・プラズマ複合プロセスによるガラス表面およびポリマー表面の恒久的処理技術に関する知識

第1部　大気圧プラズマの基礎と新しいプラズマ装置の開発 (10：30～14:20 ※途中50分程度の休憩を挟みます)
東京科学大学 未来産業技術研究所　准教授　沖野 晃俊 氏
 
第2部　大気圧プラズマの環境浄化および表面処理への応用 (14:30～17:00)
大阪公立大学 大学院工学研究科 教授 大久保 雅章 氏