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有機電解質の薄膜を用いる交流検出型気体センサの研究

研究課題

研究課題/領域番号 01850172
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 工業分析化学
研究機関九州大学

研究代表者

高木 誠  九州大学, 工学部, 教授 (90037739)

研究分担者 中野 幸二  九州大学, 工学部, 助手 (10180324)
研究期間 (年度) 1988 – 1989
研究課題ステータス 完了 (1990年度)
配分額 *注記
6,300千円 (直接経費: 6,300千円)
1990年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1989年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
キーワード化学センサ / 化学的情報変換 / 機能物質 / 合成二分子膜 / 湿度センサ / 二官能性アルカンチオ-ル / アンモニアガスセンサ / 細胞膜 / 化学感覚 / バイオミメティックセンサ
研究概要

本試験研究では,標記のセンサシステムとして,1)合成二分子膜修飾電極を用いた湿度センサ,2)新規な長鎖アルカンチオ-ル誘導体の合成とその単分子膜修飾電極を用いるアンモニアガスセンサを開発した。以下に,それぞれのセンサシステムの概要について述べる。
合成系の分子膜形成物質は,細胞膜にきわめて類似した,分子レベルの厚みを持つ二層構造の膜組織体を形成する。我々の提唱する交流検出型センサにおいては,センサ素子表面をごく薄い均一な膜で修飾する必要があり,センサの検出感度が左右される。合成二分子膜による表面修飾は,この要件に合致する。ここでは,分子内にカチオン性の親水性部位を持つ化合物を感応物質に用いて,湿度センサを開発した。本センサは,湿度の増加に対して,膜のキャパシタンス変化のかたちで応答する。相対湿度20〜96%の変化に対する応答量は,10pF〜100mFにわたる大きなものであり,応答時間および再現性ともに良好な結果を得た。
一方,長鎖アルカンチオ-ル類にみられる,金や銀と言った“ソフト"な金属表面への単分子層吸着に着目し,新規な修飾試薬,すなわち,分子の末端に計測対象物質と選択的に相互作用する機能性置換基を導入した,二官能性長鎖アルカンチ-ル誘導体群を合成した。ここでは,クラウンエ-テル基を導入した感応物質を用いて,アンモニアガスセンサを開発した。本センサは,気相中の数ppm〜100ppmレベルのアンモニアガスに対して,電極の界面インピ-ダンス低下のかたちで応答する。応答時間は数分程度であり,一般的な有機溶媒は妨害とならない。大気中のアンモニアガス許容濃度は25ppm(日本産業衛生学会による勧告値)であり,本センサは,アンモニアガスモニタとしての応用が期待できる。

報告書

(3件)
  • 1990 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1989 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (18件)

  • [文献書誌] Naotoshi Nakashima: "Potential use of synthetic molecular bilayer films as chemical sensing materials: Application to humidity sensors" Journal of Materials Science Letters. 8. 387-388 (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makoto Takagi: "Crown ethers as sensory materials in chemical measurements:Interfaces for chemical signal transformation" Pure and Applied Chemistry. 61. 1605-1612 (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Naotoshi Nakashima: "Detection of phase transition of thin LangmuirーBlodgett film based on an electrical capacitance measuement" Journal of Chemical Society Chemical Communications. 1441-1442 (1989)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Naotoshi Nakshima: "Design of a molecular bilayer electrical devices;Dramatic change of A.C.impedance parameters due to phase transition of synthetic lipid bilayers on a patterned electrode under air atomosphere" Journal of Chemical Society Chemical Communications. 443-444 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mizuo Maeda: "Biomembraneーmimetic ion sensors based on multiphase material containing synthetic polypeptide as sensitizer" Journal of Chemical Society Chemical Communications. 1529-1531 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makoto Takagi: "Cation binding by macrocycles Complexation of cationic species by crown ethers (Yoshihisa Inoue,George W.Gokel eds.)" Marcel Dekker, 761 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Nakashima, K. Nakano, T. Ihara, M. Takagi: "Potential use of synthetic molecular bilayer films as chemical sensing materials : Application to humidity sensors" Journal of Materials Science Letters. Vol. 8. 387-388 (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Takagi, K. Nakano, N. Nakashima: "Crown ethers as sensory materials in chemical measurements : Interfaces for chemical signal transformation" Pure and Applied Chemistry. Vol. 60. 1605-1612 (1989)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Nakashima, K. Nakano, Kotaro Yamashita, M. Takagi: "Detection of phase transition of thin Langmuir-Blodgett film based on an electrical capacitance measurement" Journal of Chemical Society Chemical Communications. 1441-1442 (1989)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Nakashima, H. Eda, M. Kunitake, O. Manabe, K. Nakano: "Design of a molecular bilayer electrical devices ; Dramatic change of A. C. impedance parameters due to phase transition of synthetic lipid bilayers on a patterned electrode under air atmosphere" Journal of Chemical Society Chemical Communications,. 443-444 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Maeda, Y. Tsuzaki, K. Nakano, M. Takagi: "Biomembrane-mimetic ion sensore based on multiphase material containing synthetic polypeptide as sensitizer" Journal of Chemical Society Chemical Communications. 1529-1531 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Takagi: "Complexation by chromoionophores in "Cation binding by macrocycles Complexation of cationic species by crown ethers (Y. Inoue, G. W. Gokel eds.) "" Marcel Dekker. (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mizuo Maeda: "Biomembraneーmimetic ion sensors based on multiphase material containing synthetic polypeptide as sensitizer" Journal of Chemical Society Chemical Communications. 1529-1531 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Takagi: "Cation Binding by Macrocycles Complexation of Cationic Species by Crown Ethers (Yoshihisa Inoue,Geoge W.Gokel eds.)" Marcel Dekker, 761 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Naotoshi Nakashima: "Potential use of synthetic molecular bilayer films as chemical sensing materials; application to humidity sensors" Journal of Materials Science Letters. 8. 387-388 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Takagi: "Crown ethers as sensory materials in chemical measurements: Interfaces for chemical signal transformation" Pure and Applied Chemistry. 61. 1605-1612 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Naotoshi Nakashima: "Detection of phase transition of thin Langmuir-Blodgett film based on an electrical capacitance measurement" Journal of Chemical Society Chemical Communications. 1441-1442 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Naotoshi Nakashima: "Design of a molecular bilayer electrical device;Dramatic change of AC impedance parameters due to phase transition of synthetic lipid bilayers on a pattered electrode under air atomspher" Journal of Chemical Society Chemical Communications,. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書

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公開日: 1989-04-01   更新日: 2016-04-21  

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