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This is a list of review articles about the theme including agriculture and food science

Although radical control is often presented as a central research objective, true control has rarely been demonstrated. In most cases, what has been achieved is the observation, correlation, or indirect modulation of radicals rather than their independent manipulation. More importantly, the assumption that complex plasma phenomena can be reduced to a small number of key radical species deserves critical reexamination. While reductionism remains a useful scientific strategy, excessive reliance on it may obscure the inherently coupled and multiscale nature of plasma systems.

(Japanese) ラジカル制御はしばしば重要な研究目標として掲げられるが、真の意味での制御が実現された例は限られている。現状では、ラジカルの観測や相関解析、間接的な調整が行われているに過ぎず、独立した制御変数として操作できているわけではない。さらに、複雑なプラズマ現象を少数のラジカル種へ還元して理解しようとする発想そのものについても再検討が必要である。還元主義は有効な方法論である一方、その過度の適用はプラズマ系の本質的な多自由度性と相互作用を見えにくくする危険を伴う。

このような限界を踏まえると、今後は個別のラジカル種を中心とした還元主義的枠組みを超え、化学反応ネットワーク全体の構造と動態を理解する視点が重要となる。さらに、プラズマ、表面、流体輸送、および材料応答が相互作用する階層的複雑システムとして現象を捉え、階層間の結合と創発的振る舞いを記述する新たな学理の構築が求められる。

[2024]

• [286] OPEN Plasma-driven sciences: Exploring complex interactions at plasma-boundaries
  • Plasma (mdpi) 7 (1), pp. 160-177 (February 27, 2024). (DOI)
    • Kenji Ishikawa, Kazunori Koga, and Noriyasu Ohno

(Japanese) 本レビューでは、「プラズマ駆動科学」という新しい概念を紹介している。プラズマが固体、液体、生体などと接する境界領域での複雑な相互作用を理解し、制御することを目的とした学際的な研究分野である。材料加工、プラズマ医療、農業など、さまざまな応用分野で重要な役割を果たす。非平衡かつ開放系であるため、境界領域では予期しない化学反応やエネルギー移動が発生する。特に、常温・常圧で生成可能な低温プラズマ（LTP）は、繊細な材料や生体組織との相互作用に適しており、注目される。応用例としては、種子の発芽促進や植物成長の向上を目指すプラズマ農業、殺菌や創傷治癒を支援するプラズマ医療、ナノ材料の高度加工などが挙げられる。これらの現象を理解し、信頼性の高いデータベースやモデリングツールの開発されれば、プラズマによる効果を予測し、プラズマと物質の相互作用を精密に制御することが可能になる。結論として、プラズマ駆動科学は、プラズマ現象の新たな理解と応用を切り開くフロンティアであり、実験、データ科学、モデリングの融合によって、革新的な技術の創出が期待されている。

[2022]

• [247] OPEN Perspectives on functional nitrogen science and plasma-based in situ functionalization
  • Japanese Journal of Applied Physics 61 (SA), SA0802 pp. 1-11 (January, 2022). (DOI)
    • Kenji Ishikawa

• [245] OPEN Functional nitrogen science based on plasma processing: Quantum devices, photocatalysts and activation of plant defense and immune systems
  • Japanese Journal of Applied Physics (SA), SA0805 pp. 1-25 (January, 2022).　(DOI)
    • Toshiro Kaneko, ... and Kenji Ishikawa

[2020]

• [219] OPEN Plasma agriculture from laboratory to farm: A review
  • Processes (mdpi) 8 (8), 1002 pp. 1-21 (August, 2020) (DOI)
    • Pankaj Attri, Kenji Ishikawa, Takamasa Okumura, Kazunori Koga, and Masaharu Shiratani

• [209] Electron spin resonance as a tool to monitor the influence of novel processing technologies on food properties
  • Trends in Food Science and Technology 100, pp. 77-87 (April 17, 2020) (DOI)
    • Francisco J. Barba, Shahin Roohinejad, Kenji Ishikawa, Sze Ying Leong, Alaa El-Din A Bekhit, Jorge A. Saraiva, and Nikolai Lebovka

[2016]

• [112] Cold plasma interactions with enzymes in foods and model systems
  • Trends in Food Science & Technology 55, pp. 39-47 (September, 2016). (DOI)
    • N. N. Misra, S. K. Pankaj, Annalisa Segat, and Kenji Ishikawa

(Japanese) 近年、非平衡の低温プラズマは、食品加工における新たな技術として注目を集めている。特に、食品の品質や保存性に影響を与える酵素の不活性化に有効である。本レビューでは、プラズマの出力、反応性種への曝露、プラズマと液体間の物質移動などのパラメータが酵素機能に与える影響を詳しく検討した。酵素の不活性化は、主にプラズマ中の化学種によって引き起こされる二次構造の破壊やアミノ酸側鎖の化学的修飾によるものである。酵素の構造的複雑性や周囲環境での安定性も重要な要因である。低温プラズマは食品の安全性と品質向上に有望であるが、プラズマ生成種とタンパク質の分子レベルでの相互作用をより深く理解するための研究が今後必要である。また、プラズマの生化学的な効果を正確に監視・制御するためのツールの改良も求められている。