2021 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ流体制御デバイスを用いた超長寿命小型ルーメンpHセンサの開発
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19H03079
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
伊藤 寿浩 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (80262111)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新井 鐘蔵 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, グループ長 (20414732)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | リモートセンシング / コンピュータネットワーク・ICT / 精密畜産 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に提案した超長寿命pHセンサ用の感圧接着剤を用いた平面全固体ガラス電極について、高感度化および実装構造の最適化検討を行った。またこの平面全固体ガラス電極を搭載した無線小型ルーメンpHセンサをフィステル形成牛に投入して無線通信性能の評価を行なった。さらに、ルーメン細菌叢発電に関して、無線小型ルーメンpHセンサに搭載するための電極・実装構造の検討を行なった。
超長寿命pHセンサ用の感圧接着剤を用いた平面全固体ガラス電極について、バックコンタクトから端子への電極接続プロセスの低温化を検討したが、機械的な接触のみで行うと，感度が低下するため、常温接合など化学的接合を行う必要があることがわかった。また、ガラス電極の接液面にディンプルを形成すると，いずれも形成しない場合より感度が向上し、最大で3倍になったことが判明し、ガラス表面の形状をわずかに変化させるだけで高い感度が得られる可能性が示された。
無線小型ルーメンpHセンサを試作し、フィステル形成牛への投入実験を実施した結果、平面全固体ガラス電極用の実装構造が有効であること、ルーメンからのセンシングデータの無線通信による収集が可能であることを示すことができた。
ルーメン内細菌発電については、炭素配線を検討した結果、腐食しない配線であることが示され、発電性能については、配線に細菌が定着することで電圧・電流値が上昇することが確認でき、電極と同様に事前に細菌を定着させることで実用レベルまで性能を改善できる可能性があることがわかった。
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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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