| 研究課題/領域番号 |
17K19062
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
応用物理工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
島田 敏宏 北海道大学, 工学研究院, 教授 (10262148)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 赤外分光 / 干渉計 / メタマテリアル / 疎性モデリング / 応用光学・量子光工学 / マイクロ・ナノデバイス |
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| 研究成果の概要 |
常温で蒸気圧が高く気体であるような低分子は植物ホルモンや呼気診断などで重要である。分子振動が単純であるため、それぞれの分子に特徴的な吸収線を離散的に持つ。これによる分子の濃度測定はフーリエ変換赤外分光光度計(FTIR)と濃縮器を用いれば行うことができるが、FTIR装置は卓上サイズ程度のものしか市販されておらず、高価である。本研究では、測定の原理に立ち返り、光源と解析法を工夫することにより、小型の赤外分光装置の要素技術を開発した。測定アルゴリズムの開発と検証、小型干渉計製作、赤外光源の作製について成果を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、呼気分析による健康診断や植物工場でのエチレン・CO2などの濃度管理に用いる小型の高感度の気体分子濃度測定器を開発することを目的とした。環境大気中の微量気体分子の分析は、動物の鼻が行っているような化学的な分子認識だけでなく、振動スペクトル（中～赤外線領域）によって行うことができる。提案したしくみの原理検証には成功した。本装置の普及により、例えばスマートフォンと連携した健康管理器具・口臭モニターや、冷蔵庫・商店の陳列棚・ジャガイモ倉庫等におけるエチレン濃度管理、植物工場における光合成最適化等に使えるようになり、国民の健康寿命延長と我が国の農業の生産力向上が実現する。
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