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小野 亮 おの りょう/教授/基盤科学研究系
先端エネルギー工学専攻/システム電磁エネルギー講座/プラズマ応用工学
http://streamer.t.u-tokyo.ac.jp/

略歴
1995年3月東京大学工学部電気工学科卒業
2000年3月東京大学大学院工学系研究科電気工学博士課程修了(工学博士)
2000年4月東京大学大学院新領域創成科学研究科助手
2003年10月産業技術総合研究所(爆発安全研究センター)
2005年4月東京大学高温プラズマ研究センター助教授
2008年4月東京大学大学院新領域創成科学研究科准教授
2019年4月より現職
教育活動
大学院:プラズマ計測法、プラズマ応用工学
工学部電気電子工学科:電気磁気学、電磁界応用工学、電離気体論
研究活動
本研究室では、大気圧空気中で発生させる大気圧プラズマの研究に取り組んでいます。 下図に示すように、大気圧プラズマは環境技術、バイオ医療技術、エネルギー技術、材料技術等に広く利用されており、これらはすべてプラズマで生成される化学活性種を利用しています。本研究室では、このプラズマ中で起きている電子衝突反応や化学反応を調べる基礎研究と、いくつかの応用技術の研究に取り組んでいます。

プラズマ反応を利用した様々な応用技術
プラズマ反応を利用した様々な応用技術

1) プラズマ反応の解明
ストリーマ放電やプラズマジェットなどの大気圧プラズマの進展機構や構造、また、活性種の生成消滅反応を調べるため、レーザー分光、分光計測、高速度カメラなどを駆使した計測に取り組んでいます。また、これら計測結果を再現するプラズマのシミュレーション開発にも取り組んでいます(文献1, 2, 3)。

プラズマ反応の解明
プラズマ反応の解明(活性種のレーザー計測とシミュレーション)

2) バイオ医療応用
我々はマウスを使った動物実験で、プラズマを癌の免疫治療に使える可能性を発見しました(文献4, 5)。プラズマをマウスの癌腫瘍に照射すると、マウスの癌に対する免疫が高まり、プラズマを照射していない別の癌腫瘍にも免疫による抗癌作用が生じる、というものです。この研究を進めるとともに、本当に免疫が効いているのかを調べる研究も含め、その原理解明にも取り組んでいます。

プラズマによる抗腫瘍遠達効果
プラズマによる抗腫瘍遠達効果

3) 活性種の処理効果
プラズマでは数10〜100種類以上の活性種が生成されるため、プラズマ医療や表面処理等において、OHやOなどの特定の活性種の処理効果を調べるのは容易ではありません。プラズマではなく真空紫外光を用いた光解離反応で特定の活性種のみを生成し、これを対象に照射して、その活性種の処理効果を調べる手法の研究を行っています(文献6)。

波長172nmの真空紫外光を放射するXe2エキシマランプ
波長172nmの真空紫外光を放射するXe2エキシマランプ

4) その他の応用研究
上記以外にも、過去にはプラズマを用いた多くの研究に取り組んできました。環境汚染ガス処理、水処理、プラズマ支援燃焼、プラズマ着火、色素増感太陽電池の表面処理(文献7)などがあげられます。今後も、プラズマや活性種を用いた様々な応用研究に取り組んでいきます。


[文献]
1) R. Ono: Optical diagnostics of reactive species in atmospheric-pressure nonthermal plasma, J. Phys. D: Appl. Phys., Vol. 49, No. 8, 083001 (2016) (invited Topical Review; Highlights of 2016 in J. Phys. D).
2) S. Yonemori and R. Ono: Flux of OH and O radicals onto a surface by an atmospheric-pressure helium plasma jet measured by laser-induced fluorescence, J. Phys. D: Appl. Phys., Vol. 47, No. 12, 125401 (2014) (Highlights of 2014 in J. Phys. D).
3) A. Komuro and R. Ono: Two-dimensional simulation of fast gas heating in an atmospheric pressure streamer discharge and humidity effects, Vol. 47, No. 15, 155202 (2014) (Highlights of 2014 in J. Phys. D).
4) K. Mizuno, K. Yonetamari, Y. Shirakawa, T. Akiyama, and R. Ono: Anti-tumor immune response induced by nanosecond pulsed streamer discharge in mice, J. Phys. D: Appl. Phys., Vol. 50, No. 12, 12LT01 (2017) (invited; Highlights of 2017 in J. Phys. D).
5) K. Mizuno, Y. Shirakawa, T. Sakamoto, H. Ishizaki, Y. Nishijima, and R. Ono: Plasma-induced suppression of recurrent and re-inoculated melanoma tumors in mice, IEEE Trans. Radiat. Plasma Med. Sci., Vol. 2, No. 4, pp. 353-359 (2018).
6) R. Ono, Y. Tokumitsu, S. Zen, and S. Yonemori: Production of reactive species using vacuum ultraviolet photodissociation as a tool for studying their effects in plasma medicine: simulations and measurements, J. Phys. D: Appl. Phys., Vol. 47, No. 44, 445203 (2014).
7) S. Zen, Y. Komatsu, and R. Ono: Low-temperature ozone annealing for dye-sensitized solar cells, J. Photochem. Photobiol. A, Vol. 367, pp. 290-293 (2018).

その他
静電気学会、電気学会、応用物理学会、プラズマ・核融合学会、日本燃焼学会、IEEE各会員。 静電気学会理事 (2009〜)等。
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将来計画
本研究室では、プラズマの高い反応性を使った応用技術の開発をめざし、計測とシミュレーションに基づくプラズマ反応の基礎研究をベースとした幅広い応用技術開発を展開していきます。この他、新しい研究テーマにも意欲的に取り組んでいきます。
教員からのメッセージ
プラズマは、ここで紹介した他にも様々な応用が考えられます。プラズマはエネルギー・環境・バイオ医療・材料など多くの技術に関連したキーテクノロジーです。このような異分野も含めた新しいテーマの探求が好きな人、あるいは高電圧工学、レーザー分光計測、荷電粒子や化学種の反応、流体力学を駆使したプラズマ反応の基礎研究等に興味のある人、お待ちしています。
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