2021 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, 主幹研究員 (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, 主任研究員 (00720690)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | センサ / エチレン / 化学反応 / カーボンナノチューブ / ガスセンサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではカスケード反応を用いた高感度・高選択的な化学センサ（主にガス分子）の開発に取り組んでいる。最終年度となる本年には、ホルムアルデヒドとアセトアルデヒドを高度に識別できる試薬の開発に取り組み、25種類の化合物の中から識別に最適な組み合わせを選別した。その結果、ホルムアルデヒドとアセトアルデヒドを明確に識別することに成功した。続いて、アルコールをアルデヒドへと変換する固相触媒と、アルデヒドセンサをワンポットフロー系で組み合わせることでアルコールを高選択的に検出することにも成功した。さらに、前述のホルムアルデヒド／アセトアルデヒド識別試薬と組み合わせることで、メタノールを酸化変換して得られるホルムアルデヒドと、エタノールを酸化変換して得られるアセトアルデヒドの識別が可能となり、結果としてメタノールとエタノールガスを識別することができた。既存の高温酸化物半導体や電気化学式センサでは得られない高度な分子識別により、例えば、飲料物に混入した有毒なメタノールの検出などへの応用が期待できる。一方、前述の２５種類の化合物の中から、潮解性がなく、大気下での安定性に優れた化合物を選別し、Pd固相触媒（Pd-V2O5-TiO2）と組み合わせたエチレンセンサへの適用も行った。エチレンセンサの基礎原理については報告済み（Ishihara and Hong et al., ACS Sens. 2020）であるが、安定性の高い試薬の採用によりプロトタイプの試作機が３か月以上安定的に動作することを確認した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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