| 研究課題/領域番号 |
20H02204
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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21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
高橋 一浩 豊橋技術科学大学, 次世代半導体・センサ科学研究所, 教授 (90549346)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
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| キーワード | 架橋グラフェン / NEMS/MEMS / マルチモーダルセンサ / 共振器 / 化学センサ / NEMS |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、基板から自立したグラフェン上に特異吸着させた分子における分子同士の相互作用と分子質量を同時に計測するマルチモーダル分子認識センサの開発を行う。提案する計測技術により、これまで不明であった、原子の単層膜への応力印加と質量変化に対する依存関係の学理を究明する。最終成果物として、ウイルス、タンパク質などの検出には応力計測モードを、におい分子等の大気中測定には質量計測モードを使用し、相補的に多項目の分子計測を実現する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では化学的に機能化されたグラフェンを含む自立ナノシートを作製し、特異吸着させた分子によって印加される応力（ひずみ）と分子質量を同時に計測するマルチモーダル分子認識センサの開発を行った。表面応力測定によりCOVID-19の重症化を予測するバイオマーカーのマルチ検出に、共振測定によりインフルエンザウイルスとCOVID-19の検出に成功した。また、CMOS検出回路とセンサの一体化を行い、簡易診断センサシステムの実現可能性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本提案では、分子を特異吸着する自立膜にナノ膜厚のシートを使用することによりセンサ感度を向上し、ICチップ上で高感度分子検出可能な、可搬性・携帯性に優れた計測器を提供する。産業応用としては、家庭での簡易病気診断や、呼気ガスからの病気診断、ppbオーダーの感度が必要とされる地雷や空港での麻薬の検出といった用途が期待できる。また、提案技術は、環境中のウイルスを計測することが可能であることから、今後パンデミックを引き起こすウイルスが発生したときに経済活動を停滞させないためのキーデバイスになると期待される。
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