Development of high-sensitive measurement system of pressure distribution by pressure-sensitive coatings with new technology

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K13874
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 森 英男 九州大学, 工学研究院, 准教授 (70362275)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 感圧塗料 / 感温塗料 / 可視化計測

Outline of Annual Research Achievements

分子間のエネルギー移動に基づく新たな感圧センサー開発において必要となる，異種分子間のエネルギー移動による消光作用について検証を行った．色素として，ローダミンBおよびフルオレセインの他，ポルフィリン類やルテニウム錯体を含む各種有機色素および無機色素であるZAISを対象とし，異種分子の混合および2層の重ね塗りを行った際における消光作用や分子間エネルギー移動について，消光作用による発光強度低下ならびにスペクトルの違いについて実験的検証を行った．分光蛍光光度計システムにより，各種色素の発光スペクトル，および光吸収スペクトルを測定するとともに，これらの色素をポリウレタン系バインダーに担持させ，平板に塗布した上で，現有のハイスピードカメラによる発光強度の測定を通じた異種色素の相互作用検証を行った．その結果，ローダミンBとフルオレセインの組み合わせにおいては，強い相互作用が確認できたが，これより強い相互作用が現れる色素の組み合わせは見られなかった．
なお，複数種の分子からの発光を分離する方法として，発光寿命の違いを利用することで，発光分子毎の光学フィルターの使い分けを不要とし，1台のカメラで異なる分子からの発光を分離撮影する手法について実験的に検証した．感温センサー用のルテニウム錯体と感圧センサー用の白金ポルフィリン錯体をそれぞれ含む塗料を１枚の平板に重ね塗りした試料からの発光を測定し，その時間減衰波形の圧力および温度依存性を検証した結果，両者の発光色素の発光寿命がおよそ1桁異なることを利用した発光分離が可能であり，この両者の発光の圧力および温度依存性が異なることを利用した，圧力と温度の同時計測，ならびに感圧センサーの温度依存性の補正が可能であることを示した．

Remarks

本研究の成果について、2017年5月末日までの成果発表は実施できなかったが、2017年7月の第45回可視化シンポジウム（文吉周、森英男、「寿命法を用いた重ね塗りPSP/TSPの圧力・温度同時計測方法」）および2017年10月の TFEC9（K.J.Moon and H. Mori, TFEC9-1042）にて発表を予定している。