2020 Fiscal Year Annual Research Report
海洋CO2センサの小型化を実現するマイクロ流路の作製とCO2平衡化特性
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20H02363
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
柳田 保子 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (10282849)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 善之 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 研究プラットフォーム運用開発部門, 副主任研究員 (20566103)
三輪 哲也 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 研究プラットフォーム運用開発部門, 調査役 (90272400)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 二酸化炭素 / PDMSマイクロ流路 / 二酸化炭素平衡器 / 海洋現場観測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
PDMSのガス透過性を利用して、マイクロ流路デバイス内外の二酸化炭素分圧平衡化を効率よく実現するデバイスの設計条件の検討を開始した。具体的に、①マイクロ流路の内外を仕切るPDMS膜の厚みについて、初めにスピンコーターを用いたPDMS薄膜の自作を試みた。その結果、実験環境条件によりPDMS薄膜の膜厚が変動し、常に均一な膜厚の薄膜を作製することが難しいことが確認された。そこで市販の100マイクロメートル膜厚シリコーン膜で代用が可能かについて検討を行った。1mのマイクロ流路長を有する矩形流路と円型流路を作製し、市販の100マイクロメートル膜厚シリコーン膜にプラズマ処理を施して貼り合わせ、pH指示薬を送液して吸光度測定を行ったところ、二酸化炭素透過性を確認することができた。②内部溶液であるpH指示薬の最適な流速について、100マイクロメートル膜厚シリコーン膜を貼り合わせたマイクロ流路を用いて、pH指示薬の送液流量を1，2，3mL/hの条件について検討を行った。その結果、2mL/h の場合が最も安定してマイクロ流路内を送液できることが分かったが、3mL/hの場合も安定して送液できていたことから、安定性と応答性を考慮し、今後の実験では2.5mL/hの流量で送液するのが望ましいと判断した。③ガス交換効率を高める流路形状や流路長さについての検討として、矩形流路と円型流路について比較検討を行ったところ、どちらも安定した二酸化炭素透過性の結果を示した。そのため今後は流路内でのpH指示薬の流れがより一様になると考えられる円型流路について優先的に検討することとした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
交付決定日以降、本学ならびに共同研究者の機関における新型コロナウィルス感染拡大防止措置による出校研究制限や、共同利用施設の大幅な利用制限、国内外出張制限などが続き、本学共通利用施設を利用したマイクロ流路式二酸化炭素平衡器の試作開始や、研究分担者との綿密な打合せに基づく二酸化炭素計測システムの立上げ等に遅延が発生した。そのため当初計画していた、ガス交換効率を高める流路長さなどの検討や、海洋研究開発機構における、PDMSマイクロ流路による二酸化炭素平衡器を搭載する海洋二酸化炭素センサの試作などは、次年度以降へ繰越すこととなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本学ならびに共同研究者の機関における新型コロナウィルス感染拡大防止措置による研究制限による影響をできる限り低減させるべく、オンライン会議や宅配便による物品輸送手段を用いて、研究担当者間の研究打合せを綿密に行う。本学の出校研究制限や、共同利用施設の利用制限が続く中でも、可能な限り計画した研究を実施する。国内外出張制限が緩和される時に備え、海洋現場での二酸化炭素平衡器の実地試験への準備を始める。
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Research Products
(1 results)
