| 研究課題/領域番号 |
19K15659
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
末松 昂一 九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (90637555)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | ガスセンサ / ナノロッド / 吸着 / 燃焼反応 / 露出結晶面 / 半導体ガスセンサ / 分子識別 / ガス吸着 / 酸化物ナノ粒子 / 異方性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
癌等に対する初期スクリーニングデバイスとして、小型・低消費電力かつ安価であり、微量ガスの高感度検出を得意とする、半導体ガスセンサが有用である。しかし、一般的に利用される定常加熱型半導体ガスセンサは、可燃性ガス全般に対して高感度であり、バイオマーカーガスの選択的検出が困難である。本研究では、露出結晶面を制御した異方性酸化物ナノ粒子を利用し、粒子表面のガス吸着特性を制御、半導体ガスセンサのガス選択性向上を図る。さらに近年申請者が提案している、パルス加熱駆動型半導体ガスセンサを利用することで、露出結晶面のガス吸着特性を最大限利用、微量バイオマーカーガスを選択的に検出可能な半導体ガスセンサを実現する。
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| 研究成果の概要 |
パルス加熱駆動型半導体ガスセンサ用材料としてSnO2ナノロッドを利用し、微量有機ガスの選択的検出を試みた。まずSnO2ナノロッドのロッド長を水熱合成時の溶媒及び合成時間により制御可能であることを明らかにした。さらにPd担持により有機ガスの燃焼活性を促進、パルス加熱時の吸着ガスの燃焼反応を活性化することで電気抵抗値変化量を増大、ppbレベルのトルエンに対する選択的検出に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
半導体ガスセンサによる微量ガスの選択的検出は、将来的な医療診断への展開やヘルスケア、農業や食品管理等の多様な分野への応用展開に向けて期待されている。そこでガスセンサ用材料として、酸化スズナノロッドのロッド長制御及び表面反応活性向上を試みた。さらにパルス加熱駆動により、微量有機ガスの選択的検出を実現、材料設計とセンサ駆動の融合により、半導体ガスセンサの高性能化を達成した。
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