2019 Fiscal Year Annual Research Report
環境汚染評価のためのトータルガスセンシングシステムの開発
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18F18392
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
林 健司 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (50202263)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
CHEN BIN 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2018-11-09 – 2021-03-31
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| Keywords | 金属ナノ粒子 / ナノドット / プラズモニックセンサ / 環境汚染ガス / バイオジェニックガス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に開発した星状やダンベル状などの金属ナノ粒子の構造を調整したナノドットを用い，導電性透明基板上に高密度に展開し，高感度な化学センサを開発した．基板として用いた導電性基板は金属ナノ粒子との間に電磁気的な相互作用を生じ，また，基板表面にナノ粒子を高密度にダイマー以上の集合体として集積することでより高い近接場の形成が可能となった．この基板を用い，誘電率感度の向上が可能となり，高感度な化学センサが実現できた．金属ナノドット材料については，Au/Agハイブリッドとすることでやはり近接場の増強が可能となり，センサとしての感度向上につながった．これらの電場増強効果は走査電子顕微鏡像によるナノスケールでの集合状態の観察と，その構造をモデル化したFDTD法による電磁場シミュレーションにより確認した．また，これらの高感度化は集積したナノ粒子間の電磁気的なカップリングが重要であることを示すことができた．このプラズモニックセンサ基板を用い，バイオジェニックガスや生体関連化学物質への応答を確認した．また，作製した基板の反射スペクトル測定を実施し，長波長側を含めた計測セルを作製し，センサノードとして用いるポータブルな光学式プローブ型センサセル構造を設計した．また，分子選択性を付与する分子鋳型ゾルゲルを用いた基板表面コーティングについても作製技術を確立し、植物関連物質応答を調査した．次年度で計画している表面増強ラマンによる超高感度検知が可能な基板となることを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定していたプラズモニックガスセンサの研究開発において，当初の予定通り，センサ基板作製，性能確認を実施した．センサノードの構築については，センサシステムの自動化はやや遅れている．
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| Strategy for Future Research Activity |
作製した高感度なプラズモニックセンサをセンサノードとして使用可能なシステム化を推進する．そのために，オンサイト計測が可能となるポータブルセンサとしてシステムを構築する．また，複数種類の化学物質検知のために反射スペクトル応答を情報として用い，異なる特性の分子選択性領域をセンサ表面に作り込む．分子選択性材料としてはMIP/MISGを用い，また，超高感度な化学物質検知を可能とするために表面増強ラマン検知が可能なセンサ基板を作成する．
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[Journal Article] 2,4,6-Trinitrophenol detection by a new portable sensing gadget using carbon dots as a fluorescent probe2019
Author(s)
Bin Chen , Shuiqin Chai, Jiahui Liu, Chuanjun Liu, Yanjie Li, Jiahui He, Zeping Yu, Tong Yang, Changhao Feng & Chengzhi Huang
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Journal Title
Analytical and Bioanalytical Chemistry
Volume: 411
Pages: 2291-2300
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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