「プラズマ」とは？　そこにある可能性とは？

プラズマは一種の大きなエネルギー源

物質は、温度に応じて固体、液体、気体と姿を変えます。そこにさらに大きなエネルギー（広い意味での熱）を加えると、物質を構成する原子（または分子）から電子が外れて、イオンと電子に分かれて自由に動き回りながら空間に存在する状態になります。これが「プラズマ」です。例えば雷やオーロラなどもプラズマで、それは一つのエネルギー源であり、一般的な気体（水蒸気など）よりも膨大なエネルギーを持っている状態と言えるでしょう。

多分野で研究・活用が進む技術

プラズマの利用方法を探る際には、プラズマと物質を触れさせて起こる何らかの効果を期待して行う「プラズマプロセッシング」という技術が活用されます。そこでは、プラズマを人体に影響のない程度まで低温化すると肌のシミを取ることができるのではないか、がん細胞を死滅させることができるのではないかなど、さまざまな分野での研究が進められているのです。また、植物の種にプラズマを当てると発芽率が上がることは農学領域でよく知られており、実用化に向けて動き始めています。

さらにプラズマを「知る」

ただし、思うようにプラズマを活用するには、プラズマ内に含まれる電子やイオンの量、その温度や圧力を詳しく知る必要があります。そのため、プラズマ内のイオンや中性原子の量を瞬時に測るための新しいプラズマ診断の装置が開発されつつあります。また、プラズマを応用したスパッタリングというコーティング技術は、硬くて滑らかで密着度が高く、摩耗しにくく耐久性を必要とする切削工具の先端や自動車のエンジン、宇宙空間へ飛ばすロケットなどの部品へのコーティングに用いられています。スパッタリングを制御して上手にコーティングを行う上で、プラズマ診断の装置は不可欠となっています。それらを可能にする高精度化されたプラズマ制御やプラズマ診断の装置開発には、大きな期待が寄せられています。

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先生情報 / 大学情報

東京工芸大学工学部電気電子コース准教授實方真臣先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

応用物理学、プラズマ分光計測

先生が目指すSDGs

メッセージ

宇宙のありようや気象現象を、「不思議だな、きれいだな」と思う素朴な感性を大切にしてほしいです。そこから、その仕組みはどうなっているんだろうという疑問も湧いてくるでしょう。それを突き詰めていくうえで、「プラズマ」は一つのキーワードとなり得ます。存在するプラズマの仕組みを応用する、あるいは人工的にプラズマを作り出し、制御して新しい技術に役立てる、そんな可能性は大きく広がっています。その結果、これまでのモノづくりでは到達し得なかった次元にたどり着けるかもしれません。

先生への質問

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東京工芸大学は 1923（大正 12）年に創設された「小西寫眞（写真）専門学校」を前身とし、創設当初から「テクノロジーとアートを融合した無限大の可能性」を追究してきました。
工学部と芸術学部の 2 学部を有し、工学部は 1 年次に写真とデザインを学ぶことで芸術的なセンスを身につけ、芸術学部はメディアアートを通して工学的な技術を身につけるという、一見相反する両分野を融合させた教育を実践しています。