2014 Fiscal Year Annual Research Report
多孔質高性能圧電ポリマーを用いた多機能センサフィルム
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25630310
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| Research Institution | Sendai National College of Technology |
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Principal Investigator |
今井 裕司 仙台高等専門学校, 情報ネットワーク工学科, 准教授 (40334693)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
庭野 道夫 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (20134075)
木村 康男 東京工科大学, 工学部, 教授 (40312673)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 水素センサ / 圧力センサ / 溶液塗布法 / ポリフッ化ビニリデン / パラジウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，自発分極を有するβ型ポリフッ化ビニリデン（PVDF）フィルムを溶液塗布法により簡便な手法で作製し，室温で自立動作可能な高感度の圧電式水素ガスセンサの実用化へのアプローチに加え，基板上にβ型PVDFフィルムをパターニングした圧力センサへの応用を試みた。
本年度は，PVDFフィルム上にパラジウム（Pd)電極を堆積した圧電式水素ガスセンサの実用化を目指して，作製した水素ガスセンサの回復特性の評価を行い，Pd電極の水素吸着脱離機構の解明を目的とした。センサの実動作環境下におけるPd電極表面での触媒反応について，多重内部反射赤外吸収分光法でその場観察し，微視的な触媒反応機構の解明を行った。得られた赤外吸収スペクトルの結果から，Pd電極表面では初期に付着した有機物の分解と酢酸パラジウムの生成が水素吸着脱離過程に寄与していることが示唆された。
圧力センサへの応用では，溶液塗布法による電極基板上へのβ型PVDFフィルムの作製手法とPVDFフィルムのパターニング手法について検討を行い，圧力センサとしての特性評価を行った。チタン（Ti）電極基板上に，フッ化水素酸（HF）処理と酸化チタン（TiO2）ナノ粒子膜の作製を行うことで，溶液塗布法によりβ型PVDFフィルムを成膜できることがわかった。また，このPVDFフィルム上に導電性高分子（PEDOT:PSS）膜とPt膜を成膜することで，PVDFフィルムをジメチルアセトアミド（DMA）でエッチングすることに成功し，パターニングされたβ型PVDFフィルムを成膜できることがわかった。作製したPVDFフィルムの圧力特性評価では，応力の大きさに比例したスパイク状の電圧が出力されることがわかった。
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