Ultra high sensitive skin gas sensors for wearable health condition monitoring

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K21962
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: TABATA Hitoshi 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00263319)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2023-03-31
• Keywords: 皮膚ガス / ガスセンサ / 酸化物半導体

Outline of Final Research Achievements

We have achieved the following: (1) Higher sensitivity due to nanostructure-controlled oxide semiconductors, (2) High-sensitivity gas detection at the level of several tens of ppb through sensor signal analysis using multiple gas sensors and data science.

Free Research Field

機能材料科学、酸化物エレクトロニクス、バイオエレクトロニクス・フォトニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

日常生活の中で自身の健康状態を常時簡便・手軽にモニタ可能なデバイスの存在は、個々人に合った適切な健康アドバイスを可能とし、未病・健康寿命延伸に繋がる。呼気や皮膚表面から放出される体ガスは健康状態や病態と密接に関連し、侵襲や精神的負担が伴わないバイオマーカである。特に皮膚ガスは呼気とは異なり計測に意識的動作が不要であるため、常時・無意識計測による健康管理が可能な健康状態/病態モニタとして、ヘルスケアおよび医療現場で切望されている。しかし皮膚ガス濃度はppb(10億分の1)レベルであり、極微量ガス検出が鍵となる。本研究成果は超高感度かつ装着可能な小型皮膚ガスセンサの開発の基礎となるものである。