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大気圧プラズマの生成制御と応用技術 改訂版    
[コードNo.12STA079]

■監修/ 小駒益弘(上智大学)
■体裁/ B5判上製本 412ページ
■発行/ 2012年3月5日 S&T出版(株)
■定価/ 64,800円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-86428-039-6
 
大好評につき改訂版を発刊!新たな執筆者を加え、最新の大気圧プラズマ技術を解説!
液中プラズマによる応用技術、中高温プラズマによるサブナノ粉体製造への応用
 
こちらの書籍は2006年発刊【大気圧プラズマの生成制御と応用技術 監修 小駒益弘】(ISBN4-903413-13-6)を、新たな執筆者陣を迎えた改訂版でございます。

著者

小駒益弘上智大学
杤久保文嘉首都大学東京
高木浩一岩手大学
竹田篤(有)アイエスアイ
澤田康志エア・ウォーター(株)
湯浅基和積水化学工業(株)
伊藤茂樹エア・ウォーター(株)
田中邦翁上智大学
湯地敏史宮崎大学
赤塚洋東京工業大学
青井達治日本飛行機(株)
黒木智之大阪府立大学
大久保雅章大阪府立大学
上原徹島根大学
安武潔大阪大学
垣内弘章大阪大学
大参宏昌大阪大学
斉藤法利(株)メムス・コア
児玉英之神奈川科学技術アカデミー
鈴木哲也慶応義塾大学
白倉昌オールテック(株)
奥村智洋パナソニック(株)
堀勝名古屋大学
山村和也大阪大学
佐野泰久大阪大学
森勇藏大阪大学
野崎智洋東京工業大学
秋津哲也山梨大学
Siti Khadijah binti ZaabaUniversity of Malaysia- Perlis
長幡昌平山梨大学
渡辺俊山梨大学
大川博司山梨大学
平山けい子山梨大学
清水尚博日本ガイシ(株)
今西雄一朗日本ガイシ(株)
野村信福愛媛大学
豊田洋通愛媛大学
高井治名古屋大学
安岡康一東京工業大学
寺嶋和夫東京大学
林照夫(株)アムコ

書籍趣旨

本書の2006年の初版に際しては、当時世界でも初めてと思われる大気圧低温均質プラズマに関する技術解説書であったことから、内容も啓蒙書に近い形になった。とはいえ、すでに初版から6年近く経過した現時点でも、初版に書かれた基礎的な分野の記述、あるいは示された応用技術は決して古びているわけではなく、大気圧プラズマ技術全体において、本書で示した基礎理論の更なる詳細取扱いへの深化、および広範囲な応用分野への展開がとどまることなく進んでいるのである。たとえば世界最大規模のプラズマ化学国際会議であるISPC(International Symposium on Plasma Chemistry)のISPC-17(2005年)では、初めてTopicsの中で大気圧非平衡プラズマが取り上げられ、大気圧グロー放電に関する多数の報告がされたのであるが、その後の3回のISPCのみならず、同種のプラズマ学会ではすでに定番のTopicsテーマとして定着して現在に至っている。また6年の短い間にも超大な数の大気圧関係の論文、新型放電管、処理機の発表が成されてきている。
改訂版ではその辺を踏まえて、6年間の進展と今後に期待できる新技術を取り込むことを考えた。初版では大気圧プラズマの特徴を強く打ち出すために、常温に近い低温大気圧プラズマを中心に、基礎と応用を解説したが、新版では新たな領域を加えるために大気圧プラズマの範疇を、低温の気体から、液体中に発生させたプラズマや中高温の大気圧プラズマにまで広げて、液中プラズマによる応用技術および中高温プラズマによるサブナノ粉体製造への応用についても解説を行っている。
本書の中(第10章)でも述べられているように、すでに大気圧プラズマ技術は「大気圧」とわざわざ銘打たなくても、それこそ旋盤や大工道具のように、ごく当たり前のように日常使われている、汎用技術としての性格を帯びるようにもなってきているのである。またそれが一つの目標であったわけで、大気圧プラズマを始めた研究者の一人として、誠にご同慶の至りであるとともに、今後新しい研究者や技術者の方々のご努力による、各応用分野での無限の広がりを期待するものである。
(監修 小駒益弘/「はじめに」より抜粋)

目次

はじめに
第1章プラズマ化学反応の特徴
1大気圧プラズマの温度
2大気圧グロー放電
2.1大気圧グロー放電の生成
2.2大気圧グロー放電装置
2.3大気圧グロー放電条件
3大気圧高温プラズマ
第2章大気圧プラズマの基礎(※)
第1節大気圧プラズマの基礎特性
はじめに
1プラズマ中の基礎過程
2気体の絶縁破壊 −タウンゼント理論とストリーマ理論−
3プラズマシミュレーションの方法
4大気圧プラズマ中の化学反応
5マイクロ放電を伴う誘電体バリア放電
6大気圧グロー放電
7大気圧タウンゼント放電
第2節大気圧プラズマの発生とその諸特性
はじめに
1プラズマの分類とその特徴
2荷電粒子の生成(電離)と絶縁破壊
3グロー放電の構造とアーク転移
4大電流グロー放電プラズマの諸量
5パルス電圧を用いた大気圧グロー放電の発生とその特性
第3章大気圧プラズマによる粒子設計と粉体処理
第1節大気圧プラズマによる粉体の表面処理とナノ粒子合成
1大気圧低温プラズマによる粉体表面処理
1.1研究の背景
1.2粉体処理実例と評価
1.2.1ポリマー粉体のバルク表面改質
1.2.2ポリエチレン(PE)表面の酸化
1.2.3実験
1.2.4化学修飾法
1.2.5結果と考察
1.3PE 粉体の表面臭素化
1.3.1プラズマ臭素化
1.3.2結果と考察
1.3.3コアシェルポリマーのグラフト重合
1.4化粧品原料用有機、無機顔料超微粉体への大気圧プラズマによるシリカ薄膜堆積
1.4.1実験
1.4.2結果と考察
1.4.3結論
2大気圧高温プラズマを用いたシリカ超微粒子合成とバイオ応用
2.1高温プラズマ装置
2.1.1RF-ICP 放電装置と実験
2.2結果と考察
2.2.1粉体の分析
2.3シリカ粉体の生体関連物質吸着特性
2.3.1研究の背景
2.3.2実験
2.3.3結果と考察
2.3.4結論
第2節大気圧プラズマ技術を利用したナノメディカル粒子による新しい生体防御理論構築と、ヘルスバイオサイエンスへの経済学的考察
はじめに
1従来技術の問題点と副作用
1.1研究背景:従来の治療戦略
1.2従来の治療戦略における問題点
2新たな治療戦略に基づいた炎症制御
3新技術の基となる研究技術
4各共同研究機関とそれぞれの役割の基本的概要図(見尾原図を竹田が補正)
5プラズマ合成ナノ粒子のプラズマ合成概念図
6プラズマ合成シリカナノ粒子へのタンパク質吸着実験
6.1プラズマ合成アルミドープ酸化チタンナノ粒子に対するチトクロムCCC の吸着
6.2プラズマ合成シリカナノ粒子への牛血清アルブミンの吸着
6.3プラズマ合成ナノ粒子とタンパク質吸着のまとめ(pH = 6.0)
6.4プラズマ合成、ナノ粒子群による有機蛍光体の吸着結果
7動物細胞レベルでの細胞毒性に関する検討
7.1ラット赤血球に対する酸化チタンナノ粒子の影響
7.2ラット腹腔肥満細胞の形態におよぼす酸化チタンナノ粒子と紫外線照射の影響
8最新の炎症抑制実験
8.1ホルボールエステル誘発皮膚炎症モデルに対するプラズマ合成アルミニウムドープ酸化チタンならびにプラズマ合成シリカナノ粒子含有クリームの作用
8.2接触性皮膚炎モデルに対するアルミニウムドープ酸化チタンならびにシリカナノ粒子含有クリームの作用
8.3ヘアレスマウスにおける紫外線誘発皮膚炎症反応に対するナノ粒子含有クリームの効果
8.4ナノ粒子に対する脂肪酸誘導体吸着実験
9ヒト皮膚のスキンケア結果の代表例
10プラズマ合成粒子によるヘルスバイオサイエンスへの経済学的考察
10.1経済学的見地からみた最近の化粧品業界の動向と規制
10.2ナノメディカルとスキンケア製品の問題の実例
10.3ナノメディカルスキンケアへのアプローチとケーススタディー
10.4多機能プラズマ合成シリカ粒子の別な戦略的用途展開と市場性
10.4.1吸着機能による色素吸着排除
10.4.2変質しない保湿効果
10.4.3発色性の改善
10.4.4市場性
10.4.5プラズマ合成ナノメディカル粒子応用製品のゴールと経済性
10.4.6より具体的な新規のナノメディカル・ビジネスの試算
10.4.7大気圧プラズマ合成ナノメディカル粒子の経済性の検討評価結果
10.4.8ナノメディカルスキンケアの展開予測
第4章大気圧プラズマによる表面改質と洗浄
第1節電子材料・部品の洗浄、改質(※)
はじめに
1大気圧プラズマ
2ダイレクト方式大気圧プラズマの応用
2.1銅とエポキシ樹脂の新しい接着方法
2.2水素プラズマによる酸化銅の還元挙動
3リモート方式大気圧プラズマの応用
3.1液晶パネル端子電極部の洗浄
3.2.1半導体実装部品の電極部洗浄による接合信頼性の改善
3.2.2IC のチャージアップダメージ評価
3.3プリント配線板のめっき前処理への応用
3.4樹脂の接着性改善
3.4.1PPS 樹脂の接着強度評価
3.4.2PPS 樹脂の表面状態分析
おわりに
第2節大気圧プラズマによる大型液晶基板の洗浄(※)
はじめに
1大気圧プラズマ発生原理
2液晶ガラス基板用洗浄技術
3洗浄メカニズム解析
4洗浄装置
まとめ
第3節高分子材料のぬれ性制御と接着性改善(※)
はじめに
1大気圧プラズマ処理技術
1.1基本技術
1.2工業技術
2高分子材料に対する大気圧プラズマ処理
2.1大気圧プラズマ処理の目的
2.2撥水性付与処理
2.3銅張り積層板向け処理
2.4フッ素系樹脂材料に対する大気圧プラズマ処理
おわりに
第4節大気圧グロープラズマを用いたフッ素系高分子の接着性改善
はじめに
1官能基導入を目的としたプラズマ処理
1.1実験と評価法
1.2結果と考察
1.3結論
2ホウ素源を用いたフッ素原子除去処理
2.1実験と評価法
2.2結果と考察
2.3結論
まとめ
第5節大気圧マイクロ波プラズマによるPEN フィルムの表面処理
はじめに
1マイクロ波プラズマジェットによるPEN フィルムの表面処理
1.1マイクロ波プラズマジェット
1.2PEN フィルムにおけるプラズマ表面処理
2PEN フィルムの材料特性の変化とプラズマパラメータの関係
2.1PEN フィルムの表面元素分析
2.2大気圧プラズマ処理によるPEN フィルムの特性変化と、発光分光計測による窒素分子第2 正帯の回転温度との関係
おわりに
第6節大気圧プラズマグラフト重合処理による航空宇宙機用繊維強化複合材料の強度向上
はじめに
1大気圧プラズマ重合処理
2プラズマグラフト重合処理を適応した有機系繊維材料の特性
3プラズマグラフト重合処理の航空宇宙機用繊維強化複合材料への応用
3.1プラズマグラフト重合処理装置
3.2有機系繊維材料の仕様
3.3プラズマグラフト重合処理を適用した有機系繊維の接着性評価
3.4大気圧プラズマグラフト重合処理を適用した有機系繊維強化複合材料の強度特性
3.4.1有機系繊維強化複合材料の成形方法
3.4.2有機系繊維強化複合材料の強度評価方法
3.4.3強度評価結果及び考察
おわりに
第7節繊維、紙、木材のぬれ性改質(※)
はじめに
1エチレンのセロハン上での重合
1.1試料、大気圧プラズマ処理および接触角測定
1.2セロハンの表面自由エネルギー
1.3赤外吸収スペクトル
1.4X 線光電子分光分析
2紙のプラズマ処理
2.1試料、プラズマ処理および物性評価
2.2ステキヒト・サイズ度試験
3木材表面のはっ水性化
3.1実験方法
3.2はっ水性
3.3耐水試験
3.4色差
3.5木材処理の特殊性
4大気圧プラズマによる綿布帛への透湿防水性付与
4.1試料および処理
4.2綿布帛のはっ水性
4.3綿布帛の透湿性
5木材−プラスチック複合体への応用
5.1メタクリル酸メチル
5.2スチレン
おわりに
第5章大気圧プラズマによる膜形成
第1節大気圧プラズマCVD によるシリコン薄膜の形成
はじめに
1低温Si エピ成長技術
2低温エピ成長技術の課題
2.1雰囲気清浄度
2.2成長速度
2.3結晶品質
3実験方法
3.1回転電極型大気圧プラズマCVD 法
3.2多孔質カーボン電極型大気圧プラズマCVD 法
3.3成膜および評価方法
4回転電極型大気圧プラズマCVD 法による低温Si エピ成長
4.1H2/SiH4 ガス組成依存性
4.2基板温度およびVHF 電力依存性
4.3プラズマ端部でのエピ成長の乱れ
5多孔質カーボン電極型大気圧プラズマCVD 法による低温Si エピ成長
5.1結晶性の評価
5.2Si エピ層の不純物分析
5.3エピ成長速度の温度依存性
5.4Si エピ層のフォトルミネッセンス評価
5.5Si エピ層中のキャリア生成寿命
5.6in situ ドープSi エピタキシャル成長
おわりに
第2節大気圧プラズマCVD による酸化物堆積(※)
はじめに
1装置構成・基本プロセス
2優れた被覆性
3犠牲層膜への応用
まとめ
第3節大気圧プラズマCVD による高ガスバリア性炭素膜の合成
はじめに
1非晶質炭素膜とは?
2非晶質炭素膜の食品包装容器への応用
3高周波パルス大気圧プラズマCVD 法による非晶質炭素膜の合成およびガスバリア性評価
4マイクロ大気圧プラズマCVD 法による非晶質炭素膜の合成およびガスバリア性評価
おわりに
第6章エッチング・加工技術
第1節Si エッチング(※)
はじめに
1大気圧プラズマによるSi エッチング技術
2線状マイクロプラズマエッチング装置の構成
3プラズマの微細線化とフッ素ラジカル生成効率の向上
4シリコン微細線エッチングプロセス
5基板加熱の影響
6流体シミュレーションによる考察
おわりに
第2節SiO2 エッチング(※)
はじめに
1マイクロ波励起大気圧非平衡プラズマを用いたSiO2 膜の超高速加工
1.1はじめに
1.2実験装置
1.3実験結果及び考察
1.4まとめ
2大気圧非平衡パルスプラズマを用いたシリコン酸化膜高速エッチング加工と気相診断
2.1はじめに
2.2実験装置
2.3実験結果及び考察
2.4まとめ
おわりに
第3節プラズマCVM による超精密形状創成とプラズマ援用研磨による表面仕上げ
はじめに
1プラズマCVM による形状創成加工
1.1数値制御による形状創成の概念
1.2硬X 線反射ミラーの作製
1.3SOI ウエハ厚さの均一化・薄膜化
1.4水晶ウエハ厚さの均一化
2プラズマ援用研磨による難加工硬脆材料の超平滑仕上げ
2.1プラズマ援用研磨の概念
2.2単結晶4H-SiC(0001)ウエハの超平滑化
おわりに
第7章大気圧プラズマCVD による単層カーボンナノチューブ合成
はじめに
1大気圧プラズマの特徴とCVD への応用
1.1実験装置の概略
1.2低周波で駆動される大気圧グロー放電
1.3高周波駆動による大気圧グロー放電の高度化
1.4大気圧RF 放電(APRFD)のモード遷移とシースパラメーター
2プラズマCVD とCNT 合成
2.1リモートプラズマCVD(減圧)による単層CNT 合成
2.2大気圧プラズマCVD とCNT 合成
3大気圧プラズマ(APRFD)によるCNT 合成と反応メカニズム
3.1実験装置および方法
3.2圧力の影響と単層/ 多層CNT 成長制御
3.3メッシュ法による活性種生成の制御
3.4プラズマによる原料CH4 の活性化
3.5微量アセチレンによるCNT 成長促進
3.6水素の役割
4展望:大気圧プラズマを用いた二層CNT の合成と化学修飾
おわりに
第8章大気圧プラズマによる滅菌およびバイオ分野への応用
大気圧プラズマ放電による滅菌−エンドポイントとキャリアのダメージ評価
概要
1序論
2大気圧プラズマ実験装置
3大気圧窒素ストリーマ滅菌
4コロニー計数法による滅菌特性の評価
5バイオロジカルインジケータの問題点
第9章液中プラズマ
第1節液中プラズマプロセスとその応用技術
はじめに
1液中プラズマを発生させる方法
2液中プラズマの特徴
3液中プラズマによるダイヤモンド合成
4ナノテク材料の合成
おわりに
第2節ソリューションプラズマによるナノ粒子合成
はじめに
1ソリューションプラズマ
2ソリューションプラズマ・プロセシング(SPP)
3ソリューションプラズマ・プロセシングによるナノ粒子の合成
3.1金ナノ粒子の合成
3.2実験装置
3.3合成条件
3.4合成結果と評価
おわりに
第3節水中非平衡プラズマによる難分解有機物の分解
はじめに
1水中非平衡プラズマによる水処理研究
1.1アークプラズマと非平衡プラズマ
1.2プラズマによる水処理方式
1.3水中非平衡プラズマを使った有機物分解研究
2水処理用大気圧プラズマの生成
2.1水面・水中プラズマの生成と利用方式
2.2大気圧マイクロホローカソード放電から水中気泡内プラズマへ
3水中気泡内プラズマを使った難分解有機物分解
3.1水中気泡内パルスプラズマによる酢酸分解
3.2水中気泡内直流プラズマによる有機フッ素化合物分解
第10章大気圧マイクロプラズマとその材料プロセスへの応用(※)
はじめに
1大気圧マイクロプラズマ
2マイクロプラズマ
2.1はじめに
2.2各種のマイクロプラズマ
2.2.1直流マイクロプラズマ
2.2.2DBD マイクロプラズマ
2.2.3UHF(Ultra High Frequency)マイクロプラズマジェット
2.2.4マイクロ波マイクロプラズマ
2.3マイクロプラズマの材料プロセス応用
まとめ
補足;この5 年間の展開について
第11章アルゴンプラズマ凝固法の原理と応用(※)
はじめに
1アルゴンプラズマ凝固法の原理
1.1電気手術器
1.2電気手術器の凝固出力
1.3アルゴンプラズマ凝固(APC)
2アルゴンプラズマ凝固法(APC)の組織への効果と特徴
3アルゴンプラズマ凝固装置の構成
4応用例
5注意点
6.1Forced APC
6.2Pulsed APC
6.3Precise APC
おわりに
(※)印のあるものは2006年発刊【大気圧プラズマの生成制御と応用技術】と同じ内容です



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