ペットボトルで温めることが可能なものをよく見かけます。キャップがオレンジ色をしているのですぐにわかります。あのペットボトルの内壁には、ダイヤモンドライクカーボンという新しい薄膜が使われています。なぜそうするのかというと、ペットボトルだけの素材だと酸素を通しやすいからで、酸化防止のためにこの薄膜でコーティングしているのです。このような酸素を含めた気体ガスを遮断するすぐれた特性のあるダイヤモンドライクカーボンは、材料の表面にプラズマを放電することによって作られています。

従来、このダイヤモンドライクカーボンの成膜に用いるプラズマの生成には、高価な真空容器・ポンプを用いていました。私は大気圧下にて成膜できるような技術開発をしています。大気圧下のガスを用いたプラズマ発生の技術は、様々な分野で活躍しようとしています。プラズマと材料相互作用は幅広い分野で重要な役割を持っていますが、私の場合、金属材料表面へのヘリウムプラズマ照射で、繊維状の微小ナノ構造を形成することに取り組んでいます。今後大気圧プラズマを用いてもっと低コストで作ることができれば、触媒、太陽熱発電といった技術に応用できると期待されます。

未来の電気自動車、電動航空機を支えるプラズマ放電技術

地球環境にやさしい電気自動車は身近な存在となっています。さらに、飛行機を電動化する研究開発も行われています。重要な技術の一つにモータがありますが、モータを動かすための電圧を高くすることで、モータを小型化・軽量化することができます。標高の高いところで走る電気自動車や飛行機が飛ぶ高度では、空気が薄くなるため、地上よりも放電が発生しやすくなります。半導体製造などに使うプラズマ装置は気圧を下げて放電しやすくしているわけですが、モータで放電が発生することは防がなくてはいけません。このような基礎的な研究は産業界からも強いニーズがあります。