マイクロバブルを反応場とする中空セラミックス微粒子の合成とガスセンサーへの応用

• Project/Area Number: 19H00282
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: 2190:Physical chemistry, functional solid state chemistry, organic chemistry, inorganic/coordination chemistry, analytical chemistry, polymers, organic materials, inorganic materials chemistry, energy-related chemistry, biomolecular chemistry and related fields
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: SHIDA Kenji 熊本大学, 工学部, 技術専門職員
• Research Collaborator: 松田 元秀
• Project Period (FY): 2019
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥440,000 (Direct Cost: ¥440,000); Fiscal Year 2019: ¥440,000 (Direct Cost: ¥440,000)
• Keywords: マイクロバブル / セラミックス微粒子 / ガスセンサー / 酸化物半導体

Outline of Final Research Achievements

本研究では民生用の各種ガスセンサー材料である二酸化スズに着目し、そのセンサーの高性能化(超小型集積、高感度、高応答速度、ガス選択性)に向けた二酸化スズ微粒子の合成方法の確立、形態制御および、ガスセンサー特性の評価を行う事を目的として研究を遂行した。蒸留水中に微小な気泡を分散させたマイクロバブル水の中で塩化スズ(IV)5水和物とアンモニア水を反応させることにより中空微粒子と思われる酸化スズ微粒子の合成に成功した。

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

液相中に分散した微小な気体粒子であるマイクロバブルは排水・汚水の浄化や洗浄ノズルへの応用など実用化が進んでいる。通常の気泡は水中を急激に上昇して水面で破裂し消滅するのに対し、マイクロバブルは水中でゆっくりと上昇しながら徐々に縮小し、ナノサイズの気泡となった後に消滅する特異的な性質を有している。本研究ではマイクロバブルの特異的な性質に着目し、中和沈殿法をマイクロバブル水中で行う簡便な方法で中空酸化スズ微粒子を合成した。
反応系が簡素であることからスケールアップが容易で工業的にも実用的な合成方法を見出すことができた。