Development of Electric-Field-Induced type Multi-Ion Sensor with Cyclic Compounds for Long-Term Measurement of Three Major Plant Nutrients

• Project/Area Number: 25K01241
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21030:Measurement engineering-related
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 二川 雅登 静岡大学, 工学部, 教授 (90607871)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高井 まどか 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40287975)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2027: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2026: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000); Fiscal Year 2025: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
• Keywords: イオンセンサ / 長期計測 / 電界制御 / 農業

Outline of Research at the Start

農作物の養分吸収量をリアルタイムかつ連続計測可能なセンサが無く開発が求められている。特定イオン濃度計測の代表的なものとしてイオン感応膜式のセンサが挙げられる。イオン直径とほぼ同様なサイズの環状有機分子の「穴」を感応膜中に形成し、カリウムイオンなどの特定イオンを捕捉する。しかし、環境中には多くの妨害イオンが存在し、選択性を向上させるために有機系排除剤をイオン選択性物質に共存させるのが一般的であった。この排除剤の種類や濃度の選定が難しく、長期計測が実現できていなかった。本研究では、排除剤を使用せず電気的に妨害イオンの侵入を防ぐことができる手法を開発し、長期間連続計測可能なセンサを実現する。