| 研究課題/領域番号 |
19K05547
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分34020:分析化学関連
|
|---|
| 研究機関 | 鹿児島大学 |
|---|
研究代表者 |
満塩 勝 鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (70372802)
|
|---|
| 研究分担者 |
肥後 盛秀 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (10128077)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
|
|---|
| キーワード | 表面プラズモン共鳴(SPR) / 多機能センサー / 角型ガラス棒 / 温度補正 / 偏光 / 機能付加 / 成膜 / 金薄膜 / ゴムシート / X線光電子分光法 / 酸化金 / ガラス棒 / 濃度センサー |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
近年、食品などの品質管理や自動運転の状態を監視するセンサーが求められている。しかし、温度変動や測定対象外の共存物の存在など、厳しい環境下で正常に動作するセンサーは極めて少ない。
本研究では、表面プラズモン共鳴と呼ばれる厚さ数十nmの金属薄膜が接触している試料の屈折率に応じて光を吸収する現象を利用したセンサーについて、側面の隣接する二面に金属薄膜層を形成した断面が正方形のガラス棒をセンサー素子とし、二面の応答を同時に測定できるシステムを構築するものである。さらに金属薄膜表面に機能膜を形成することで特定の試料の屈折率と温度を同時に測定し、これらの情報を元に試料の濃度を求めることができる。
|
| 研究成果の概要 |
本研究では、断面が正方形の石英ガラス棒の側面の隣接する二面に様々な膜厚の金を蒸着して、偏光と組み合わせることで二面の応答を独立して同時に測定できるセンサーシステムを開発し、さらに機能付加として温度を同時に計測することを試みた。一つの面にシリコーンゴムによる温度検知層を形成することで、試料の温度を計測し、無修飾の面で濃度と温度で決まる屈折率を測定して演算を行うことで、温度の影響を相殺し、試料の濃度のみに応答できるシステムを構築することに成功した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
一般的に知られている浮ひょうを用いた濃度計測は厳密な温度管理が必要であり、その使用には技術と設備が要求される。また、迅速で簡便に濃度を知ることができるセンサーは非常に少なく、産業的な需要がきわめて大きい。さらに一般的なSPRセンサーシステムは安くても数百万円ときわめて高価であるため、安価で多機能なセンサーシステムの開発はバイオセンサーの開発や食品分析など様々な分析手法の研究の敷居を大きく下げるため、学術的にもその意義はきわめて大きい。
|
