采用自主超高真空技术和等离子技术设计并制造真空设备及研发设备的日本ALIOS（总部：东京都昭岛市），开发出了利用液体中的等离子（液中等离子）制造纳米粒子和酸性水的技术（图1）。液中等离子的原料供应比真空中和气体中产生的普通等离子要丰富，因此就相同反应过程进行比较的话，液中等离子的反应速度可以更快。ALIOS准备利用高生产效率这一优点尽快实现实用化。
ALIOS的液中等离子采用微波产生，因此被称作“微波液中等离子”。图2是试制装置。主要由输出功率为1.5kW的微波电源、波导管（Waveguide）、同轴波导管转换器以及反应容器构成。与微波炉一样从磁控管（Magnetron）发出的微波，通过波导管和同轴波导管转换器放射到液体中。于是，在微波的作用下液体中产生气相，由此产生等离子。该公司董事开发部长佐藤进表示，“与气体中相比液体中的电子运动更易传至离子，温度会迅速上升”。从“可使同轴波导管转换器顶部采用的钨融化”（佐藤进）这点来看，温度将达到3000℃左右。
据介绍，实际生成液中等离子时，要比在真空中和气体中难很多。由于电场强度需要达到真空中的数百倍，因此ALIOS改进了同轴波导管转换器，在顶部安装了一个锥形物（Taper）（图3）。顶部越尖微波越集中，电场强度越高，越容易产生液中等离子。
制造直径为2nm的铂纳米粒子
ALIOS目前正在推进基于液中等离子的两项开发。这就是本文开篇提到的纳米粒子和酸性水的制造。
首先谈谈纳米粒子的制造。ALIOS与北海道大学进行了共同研究，实现的方法有两个。一是“金属离子还原生成法”。将金属化合物溶解在溶剂中，并由此产生液中等离子。由此会产生氢基团（Hydrogen Radical）等并还原成金属，从而生成纳米粒子。
例如，在分布有炭黑（Carbon Black）的纯水中溶解氯铂酸，然后将溶液注入反应容器。数分钟后如果产生液中等离子，氯铂酸中的几乎所有铂就会还原，并被炭黑运载。图4中的透射显微镜（TEM）照片捕捉到了这个过程。黑色的粒子是铂纳米粒子，被模糊不清的炭黑所运载。据介绍，纳米粒子的大小为2nm左右，粒度整齐划一。
制造纳米粒子还有一个方法是“电极金属蒸发生成法”。准备好直径为3mm的金属棒材，通过同轴波导管转换器的中心导入反应容器内。如果此处产生液中等离子，金属原子就会从棒材中飞出并凝集，从而生成纳米粒子。
据介绍，实验中采用铂作为金属棒材，并事先在反应容器的液体中分布炭黑，与前面提到的金属离子还原生成法一样，直径为2nm的铂纳米粒子被炭黑负载着。
佐藤表示，“金属离子还原生成法虽然效率出色，但需要金属化合物。而电极金属蒸发生成法虽然还处于开发过程中，但作为可从金属棒材直接生成金属纳米粒子的方法备受瞩目”。这两种方法除了铂以外，还支持钯、银和铜等。ALIOS计划2014年在北海道建设工厂，开始制造纳米粒子。
用酸性水进行清洗和灭菌
另外，制造酸性水的契机是，“我们注意到，在产生液中等离子的实验中，液体的pH会因氢离子而在酸性上发生变化”（佐藤）。据介绍，要想使通过液中等离子产生的氢离子稳定存在，就需要投放某种离子。由此就可以稳定获得pH为2～3.5的酸性水。虽然该pH水平归入强酸类，但与盐酸和硫酸等不同，无需担心烧伤。佐藤进表示，“原因是一旦接触物体pH值就会迅速接近中性”。
ALIOS正在探索是否可将通过液中等离子生成的酸性水用于清洗和灭菌等用途＊。具体将向①温泉水杀菌，②食品企业的地板清洗，③养殖池的杀菌以及④粪便处理等用途进行推广。
＊本来计划推广到食品和医疗领域，但在食品领域法律规定可以使用的酸性水只限于通过电解制造的产品。在医疗领域，由于获得批准许可需要花费时间，因此现阶段将瞄准这两个以外的领域。
佐藤进表示，“如果利用普通的电解法制造酸性水，还会同时产生碱性水。而液中等离子只产生酸性水。因此，后者是一种效率非常高的制造方法”。利用这一优点实现实用化时，可沿着管线排列大量等离子发生装置，进行连续处理并实现大型化（图5）。而且，在微波电源中沿用微波炉的部件有望大幅降低成本。
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