|
授業の目標
|
|
|
現在、「プラズマ」は多くの工業分野において重要な役割りを担っている。一方、サステナブル社会の実現に向けて、これからは資源の循環利用効率を上げていくことが求められる。そこでは、ライフサイクルデザイン工学の手法を利用する、製造業のより高い資源生産性の実現が期待され、ここに「プラズマ」の利用が貢献できると考えられる。また、近年は工業以外の、例えば、医療、農業、食品加工などの分野にも「プラズマ」の応用範囲は広がりつつある。本講義では、「プラズマ」が持つ多様性を理解し、それが現在、どのように利用されているか、これからどのような利用が期待されているかを見ながら、「プラズマ工学」がもたらす新たな可能性を模索することを目標とする。
|
|
|
|
到達目標
|
|
|
プラズマを構成する粒子の種類と、同種類の粒子群の速度分布あるいはエネルギー分布について学び、「プラズマ」とは何か、固体・液体・気体の状態にある普通の物質とどこが違うのか、という問いにだけでなく、「高温プラズマ」と「低温プラズマ」の特性の違いについても説明ができる。また、それらのプラズマの生成法と、具体的な利用例について説明することができる。
|
|
|
|
身につく能力
|
|
＜全学ディプロマ・ポリシー＞
○(1)各研究科・専攻の専門分野に応じた高度な専門知識
○(2)各研究科・専攻の専門分野に応じた研究開発能力
(3)高い水準の幅広い教養と倫理観
(4)高度な専門知識・研究開発能力・倫理観・幅広い教養を統合し、問題を発見し解決する能力
(5)高度な専門知識・研究開発能力・倫理観・幅広い教養を統合し、グローカルな視野をもって社会的・経済的価値を創出する力
|
|
|
授業の概要
|
|
|
プラズマの持つ基本的性質を説明し、様々な生成条件下でのプラズマの生成法と、それらの長所・短所について解説する。続いて、生成法や生成条件の違いにより多彩な特徴を示すプラズマが実際にどのような産業分野に応用されているかについて、概論的に紹介する。
|
|
|
|
授業の計画
|
|
第１回 サステナブル社会実現に向けた「プラズマ工学」の役割り
第２回 「プラズマ」とは何か？
プラズマの定義、身近にあるプラズマの例
第３回 プラズマの「温度」について
Maxwell-Boltzmann速度分布、粒子の弾性衝突によるエネルギー伝達について
第４～５回 プラズマの生成法について
プラズマ生成の原理、直流放電プラズマ、交流（高周波）放電プラズマ
第６～８回 高温プラズマの利用例
プラズマ溶射、超微粒子合成、プラズマ切断、プラズマ溶接、放電加工
第９～１１回 低温プラズマの利用例
プラズマ化学気相堆積法、プラズマスパッタ堆積法、プラズマエッチング、イオンプレーティング、
プラズマ浸炭、プラズマ窒化、プラズマホウ化
第１２～１３回 プラズマの医療・農業等への応用例
低温プラズマの生物体への利用、医療用プラズマ滅菌・殺菌装置、プラズマの治療への応用、
食品用プラズマ殺菌装置、大気圧低温プラズマ照射による発芽・成長促進
第１４～１５回 プレゼンテーション
|
|
|
|
授業時間外学修の指示
|
|
・予習について
初回に配布する資料に目を通してどのような内容の授業であるのか、意識しておく。なるべく、内容についてわからない部分や理解できない部分を把握し、授業を聞いてもわからない場合は、積極的に質問すること。
・復習について
配布した資料等で授業を振り返り、「プラズマ」の性質など内容に関する説明を自筆ノートなどを見直しながら理解を深めること。また、図書館には参考文献が豊富にあるので、それらを積極的に利用すること。
|
|
|
|
成績評価の方法
|
|
第１４～１５回に、それまでの講義内容を参考に、「自分ならばプラズマをこう利用する」と題して、プレゼンテーション（発表１０分、質疑応答５分）を行う。
発表後、プレゼンテーション用パワーポイント資料と、発表内容の要旨を１０００字程度にまとめて提出する。
以上の内容と、受講態度を基に、評価を行う。
|
|
|
|
テキスト・参考書等
|
|
参 考 書
飯島徹穂、近藤信一、青山隆司 著、『はじめてのプラズマ技術』 森北出版 \2,100＋税
畠山力三、飯塚哲、金子俊郎 著、『プラズマ理工学基礎』 朝倉書店 ￥2,900＋税
沖野晃俊 監修、 『大気圧プラズマの技術とプロセス開発』 シーエムシー出版 ￥5,400＋税
M. Laroussi, M. G. Kong, G. Morfill and W. Stolz, "Plasma Medicine",
Cambridge University Press (2012).
N. N. Misra, O. K. Schlueter, P. J. Cullen, "Cold Plasma in Food and Agriculture",
Academic Press (2016).
|
|
|
|
履修上の留意点
|
|
|
熱力学、流体力学、電磁気学の各分野の基礎事項について復習しておくこと。
|
|
|
|
資料
|
|
|
|
|
備考
|
|
|