2011 Fiscal Year Research-status Report
２光子励起りん光の寿命法によるマイクロ流れの多変量同時計測法の開発
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23760154
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
松田 佑 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20402513)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| Keywords | 酸素濃度計測 / 温度計測 / りん光 / 寿命計測 / 感圧塗料 / 感温塗料 |
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| Research Abstract |
本研究では，りん光分子の2光子励起過程によって起こる発光の寿命法に基づく計測法の開発を目指す．本年度では，LIFや2光子励起過程を用いた計測において従来あまり利用されてこなかったりん光分子の基礎特性調査を行い，実際の流体計測に応じた色素の選定を行った．選定にあたっては，2光子励起過程における量子収率，感度とその感度領域の2点に主に注目した．2光子励起過程における量子収率の高さは，計測の際のSN比に関連し重要である．すなわち1パルスの励起によってより多くのりん光分子が励起され発光することが，パルス毎に発光の減衰を計測する寿命法を行う上でSN比の観点から重要となる．感度及びその感度領域は，実際の計測の際に流れ場に応じた最適なりん光分子を選択するために必須の情報である．特に同時計測を行う上では，各変量に対する感度領域の組み合わせが重要となる．この2点に注目し静止流体中において基礎特性評価を行いセンサーとなる色素分子の選定を行った．その結果，酸素濃度計測には，従来，感圧塗料（PSP）において用いられてきた白金ポルフィリンが優れた特性を示すことから有望な候補であることを示した．また温度計測には，感温塗料（TSP）において用いられているEu錯体，Ru錯体が優れた特性を示すことを確認した．またいずれの色素分子も2光子励起過程により，計測に十分な発光を示すことを確認し，高SN比計測が期待される．また，本年度では実証試験のための実験系の設計及び構築を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画のセンサーとなる色素分子の選定に関してはおおむね順調に研究が進んでおり，本質的な遅れはない．しかし，実証試験に必要となる購入予定であった装置の納品が大幅に遅れ，代替品を調査し購入したため実証試験装置の構築計画には若干の遅れが出ている．しかし，現在，必要な機器の整備が済んだこともあり，次年度への影響は最小限に抑えられるものと考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
2光子励起りん光発光の寿命計測による多変量計測法の実証試験として，まずはマクロな実験系でかつベンチマークとなるような簡単な流れ場においてその有効性，計測精度の調査を行う．その後，顕微鏡下でのマイクロスケール計測を行う．対象とする流れは，T字型のマイクロ流路内の流れとし，酸素濃度，温度，pHの異なる2流体の合流の様子を計測する．特にT字型マイクロ流路に関する研究例は多く，過去の研究例及び数値計算結果との比較を通じ計測結果の評価と問題点の抽出，装置の改良などを行う．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
おおむね当初申請通りに使用する予定である．ただし，先にもふれた装置の納品遅れに伴う機種変更のため，購入した装置に適した光学系の設計費用等を次年度分へ繰り越しているため，計画的に研究計画を遂行することに努める．
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