2018 Fiscal Year Annual Research Report
カスケード反応を用いた化学レジスタセンサの超高感度化
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18H02016
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
石原 伸輔 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (30644067)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Labuta Jan 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 独立研究者 (00720690)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | センサ / カーボンナノチューブ / エチレン / 反応 / 環境モニタリング / 触媒 / 半導体 / IoT |
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| Outline of Annual Research Achievements |
環境変化に応答して導電性を変化させる半導体単層カーボンナノチューブ（S-SWCNT）は、安価・小型で情報通信が可能な自立分散型ガスセンサの素子として有望であるが、高感度に検出できるガスは、窒素酸化物やアンモニアなどドープ力の強い化学物質に限定されている。本研究では、温和で効率的な多段階化学反応を用いて、ドープ力の弱い有機ガスをドープ力の強い化学物質へと変換し、S-SWCNTセンサによる高感度検出を実現する。先ずは植物ホルモンであるエチレンの高感度検出をマイルストーンに設定し、その後、多様な有機ガスの検出へと発展させる。
今年度は、Pd-Cu触媒を用いたWacker酸化反応により、空気中の酸素および水を基質として、エチレンを50℃の温和な条件でアセトアルデヒドに変換を行い、続いて、カスケード的なアセトアルデヒドとヒドロキシルアミン塩によるオキシム形成によって、酸を遊離させ、これをS-SWCNTで検出することに成功した。今後、触媒や反応条件を最適化し、実用的な条件でのセンサ化を行う予定である。
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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
初年度のマイルストーンである、エチレンのセンサ検出を達成できた為。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画に従って、エチレンセンサの確立と、他のガス種への展開を推進する。
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