高機能ダイヤモンドの開発並びに特殊環境マイクロ反応システムの構築

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555209
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 諸岡 成治 九州大学, 工学研究院, 教授 (60011079)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮崎 真佐也 産業技術総合研究所, 九州センター, 主任研究員 ; 草壁 克己 九州大学, 工学研究院, 助教授 (30153274) ; 今任 稔彦 九州大学, 工学研究院, 教授 (50117066) ; 岡村 浩 東洋鋼鈑(株), 技術研究所, 副主任研究員
• Keywords: ダイヤモンド / 半導体 / 分析 / 塩素化 / マイクロチャンネル / 酵素 / 電極 / プラズマ

Research Abstract

マイクロチャンネル内に半導体ダイヤモンド微小電極を設置して、電気化学分析を行うために、始めにダイヤモンドの半導体化の実験を行った。マイクロ波プラズマ気相析出(CVD)装置を用いて、メタン、水素気流中にトリメチルボロンをドーパントとし、シリコンウエハ上あるいは金属イリジウム上にp型ダイヤモンド薄膜を合成する条件の最適化を行った。また、ダイヤモンド基板上へのホモエピタキシャル成長を行った。マイクロチャンネル内に微小白金電極を設置して、クーロンメトリー`を行い、微量H_2O_2濃度の分析に成功した。今後は白金電極上に半導体ダイヤモンド薄膜を析出させて、電気化学分析を行う。
ダイヤモンド薄膜をマイクロセンサーあるいはマイクロ反応システムとして利用するために、ダイヤモンド表面の高機能化が必須である。本年度はダイヤモンド表面の高効率塩素化を行うために、電気化学反応を利用した塩素発生装置を作製し、気体塩素を高温化あるいは紫外線照射下でダイヤモンド基板と接触させることで高効率塩素化を達成することができた。この塩素化ダイヤモンドを用いて、アミノ化、カルボキシル化ダイヤモンドを合成した。また、マイクロチャンネル内への酵素固定化法を確立しており、今後はこれらの技術を集積化して、マイクロ反応システムを完成させる予定である。

Research Products

• [Publications] 草壁克己: "マイクロ化学プラント実現のための化学工学"化学工学. 66(2). 54-57 (2002)
• [Publications] Katsuki KUSAKABE: "Development of a Self-Heating Catalytic Microreactor"Microreaction Technology. 70-77 (2002)
• [Publications] Katsuki KUSAKABE: "Preparation of Microchannel Palladium Membranes by Electrolysis"Microreaction Technology. 78-85 (2002)
• [Publications] Katsuki KUSAKABE: "Development of A Microchannel Catalytic Reactor System"Korean J. Chem. Eng. 18(3). 271-276 (2001)
• [Publications] 坪田敏樹: "高分子合成用ラジカル発生試薬による水素化ダイヤモンド表面の液相中での水素引き抜き反応"日本化学会誌. 2001(11). 631-636 (2001)