2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a liquid concentration sensor system with a correction of sample temperature using a Au-deposited square-shaped glass-rod SPR sensor system
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19K05547
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
満塩 勝 鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (70372802)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
肥後 盛秀 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (10128077) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 表面プラズモン共鳴(SPR) / 多機能センサー / 偏光 / 角型ガラス棒 / 温度補正 / 機能付加 / 成膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
SPR現象はP偏光のみで励起されS偏光では起こらない。これを利用して断面が正方形の角型のガラス棒と偏光を組み合わせて応答する面を制御できるセンサーシステムを構築する研究の最終年度である。
2021年度の研究においてシリコーンシートを用いた被覆膜によりその実証を行うことができた。2022年度では始めにテフロンで耐薬性の高い温度検知層を形成することを試みた。一般的なテフロンであるポリテトラフルオロエチレンは溶媒に溶かして塗布することができず、シリコーンシートのような吸着性もないため、少し構造の異なるテフロンAF2400をフロリナートFC3283に溶かして塗布乾燥する方法を試みた。３Dプリンターを用いて一面のみに薄膜層を形成するための治具を作製し、テフロン様の構造を持つチオールを吸着させてフロロカーボンの密着性を向上させた金表面にこのテフロン溶液を塗布乾燥することで、強固に密着する薄膜層を形成することができた。成膜したテフロンは温度変動に対する屈折率変化が想定よりも低屈折率領域にあったため、温度応答を得ることはできなかったが、テフロンをセンサー表面に被覆するという斬新な成膜についての重要な知見を得ることができた。
特定の物質を選択的に測定することで、本センサーの医療や食品、工業への応用における利便性を飛躍的に向上させることができると考え、上記の新しい成膜法の検証も兼ねて酸化グラフェン層の形成による選択性の付加を試みた。作製した治具による成膜は、選択膜溶液の粘度が低く、成膜時の溶液の漏出が見られたためうまくいかなかったが、綿棒などを用いた塗布乾燥する方法で成膜し、カフェインに対する高い応答特性が得られることを発見した。
これらの成果を組み合わせることにより、温度が一定しない厳しい環境においても特定の物質を選択的に検出し続けるセンサーを構築できることが示唆された。
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