| 研究課題/領域番号 |
18H02016
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
石原 伸輔 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主幹研究員 (30644067)
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| 研究分担者 |
Labuta Jan 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (00720690)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
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| キーワード | センサ / ガスセンサ / カスケード反応 / カーボンナノチューブ / エチレン / 化学反応 / ガス / 触媒 / 化学センサ / 反応 / 分子変換 / 環境モニタリング / 電気化学 / ワッカー反応 / 半導体 / IoT |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、温和で効率的な多段階化学反応を用いて、ドープ力の弱い有機ガスをドープ力の強い化学物質へと変換し、S-SWCNTセンサによる高感度検出を実現することを目的とする。植物ホルモンであるエチレンを選択的にアセトアルデヒドに変換する高活性触媒と、アセトアルデヒドと反応して酸性ガスを発生する試薬、そして酸性ガスを高感度に検出する単層カーボンナノチューブ（SWCNT）を担持した電極の三要素を組み合わせることで、エチレンを選択的かつ繰り返し高感度に検出できる小型センサの開発に成功した。青果物から発生するエチレンの常時モニタリングにより、食べごろ最適化やフードロス削減などへの応用が期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Society5.0の実現のため、室温半導体材料を用いた小型ガスセンサが注目されているが、高感度かつ高選択的に検出できるガスの種類は限られている。本研究では、温和な化学反応や、固相触媒、フロー反応を適切に組み合わせることで室温半導体材料（S-SWCNT）を用いて、低活性なガスであるエチレンを高感度かつ高選択的に検出できることを示した。この基礎原理を応用することにより、様々なガスを高度に検出できる小型センサが開発できると期待される。また、植物熟成ホルモンであるエチレンの常時モニタリングを可能にすることでSDGｓ目標のひとつであるフードロス削減にもつながると期待される。
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