図1: 放電プラズマ化学反応器を利用するガス浄化

パルスストリーマ放電もしくは無声放電に伴う非平衡プラズマの中では多くの活性種が生成されます。これを利用することで、通常の方法では容易には誘起することができない反応を常温常圧下で誘起することが可能です。本研究室では、放電プラズマを利用してディーゼルエンジン等の燃焼排ガス中の窒素酸化物(NOx)を除去する技術の開発を行っています。これらの手法は例えば揮発性有機化合物(VOC)等の様々なガス状の汚染物質の分解にも適用することが可能です。また、プラズマと特定の触媒を併用した場合にプラズマ化学反応の選択性や触媒の活性を向上させることが可能であることを見出したので、放電プラズマと触媒を併用する手法の研究を行っています。

図2: 電気集塵と放電プラズマ化学反応を利用したススと窒素酸化物の同時除去

電気集塵は直流コロナ放電により単極性イオンを発生させることでガス中に浮遊する微粒子を帯電させ、静電気力によって電極上に捕集するものです。現在、石炭火力発電所の排ガス中に含まれる煤煙の除去をはじめ、多くの産業で用いられている技術です。電気集塵では、フィルタ等では除去することが極めて困難な直径数十nm程度の非常に小さな粒子をも高い効率で捕集することが可能です。この特徴を利用して、ディーゼルエンジン排ガス中の粒子状物質を除去する技術の開発を行っています。

図3: 生体高分子の1分子レベル物理操作

遺伝情報をもとにした新薬の開発や病気診断・医療あるいは微生物の機能を利用した環境修復等の研究が盛んに行われています。その実現の鍵を握っているのはヒトや多種多様な微生物の遺伝情報を解析し、それらの機能を明らかにすることのできる高速な解析技術の開発です。近年生体高分子の観察手法の発展に伴いDNAやタンパク質等の一分子レベルでのリアルタイム観察が可能になってきた結果、従来の解析手法では得ることができなかった新たな知見が得られてきています。本研究室では静電気的手法を利用した生体高分子の一分子操作・反応・解析手法の開発を行っています。