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表面ダイナミクスに依拠した炭素質感応膜の有機ガス応答過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24560863
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関東京工科大学

研究代表者

杉本 岩雄  東京工科大学, コンピュータサイエンス学部, 教授 (70350501)

研究分担者 高橋 和彦  同志社大学, 理工学部, 教授 (90332808)
連携研究者 村松 宏  東京工科大学, 応用生物学部, 教授 (20373045)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード膜表面 / ガス吸着 / 感応膜 / 過渡応答 / 数理モデル / 表面 / 炭素質薄膜 / ニオイセンサ / ガス拡散シミュレーション / プローブ顕微鏡
研究成果の概要

ガス分子が可逆的に吸脱着するニオイセンサ感応膜表面において、化学刺激による表面状態の機微な変化をプローブ顕微鏡により評価した。表面電位や表面相互作用力などの表面物性は、極性の大きなガス分子の収着(吸着・吸収)により大きく変化することが明らかとなった。感応膜で被覆した水晶振動子のインピーダンス解析により、電気的等価回路を基に、感応膜の粘弾性を評価した。極性分子のアルコールは収着により弾性を増加させ、非極性分子の炭化水素は弾性を減少させる傾向が認められた。空間のガス拡散、感応膜表面での吸脱着、膜内部への拡散(溶解)の素過程を組み合わせて数理モデルを構築し、センサ応答との対応から有効性を確認した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (5件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Remarks on Parameter Estimation for Computational Model of Plasma-Organic-Polymer-Film-Coated QCR Sensor2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Takahashi, Ryousuke Kita, Iwao Sugimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the 3rd International Conference on Industrial Application Engineering 2015

      巻: - ページ: 234-238

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Scanning Probe Microscopy Analysis of the Adsorption of Volatile Organic Compounds on Carbonaceous Films with Microcolumnar Structure2015

    • 著者名/発表者名
      Iwao Sugimoto, Yoriko Suda, Hiroshi Muramatsu, Kazuhiko Takahashi
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology

      巻: 13 号: 0 ページ: 195-200

    • DOI

      10.1380/ejssnt.2015.195

    • NAID

      130005066303

    • ISSN
      1348-0391
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Low-Vacuum Deposition of Glutamic Acid and Pyroglutamic Acid: A Facile Methodology for Depositing Organic Materials beyond Amino Acids2014

    • 著者名/発表者名
      Iwao Sugimoto, Shunsaku Maeda, Yoriko Suda, Kenji Makihara,Kazuhiko Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Amino Acids

      巻: - ページ: 1-10

    • DOI

      10.1155/2014/434056

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Computational Model of Plasma-Organic-Polymer-Film-Coated QCR Sensor For Analysing Its Dynamic Response2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Takahashi, Naoki Nishiwaki, Iwao Sugimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th International Conference on Sensing Technology

      巻: - ページ: 85-88

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational Analysis of the Dynamics of Plasma-Organic-Polymer-Film-Coated QCR Sensors Using Numerical Inversion of a Laplace Transform2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko. Takahashi, Yoshie Kawanobe, Iwao Sugimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the Second International Conference on Computing, Measurement, Control and Sensor Network

      巻: -

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Remarks on a Computational Model of a Mass-Sensitive Chemical Sensor with Plasma-Organic-Polymer-Film-Coated Quartz Crystal Resonators'2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Takahashi, Yoshie Kawanobe, Naoki Nishiwaki, Iwao Sugimoto
    • 雑誌名

      Proceedings of 2014 IEEE/SICE International Symposium on System Integration

      巻: - ページ: 558-563

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis of dynamic response of plasma polymer film-coated quartz crystal resonator sensor2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Takahashi, Yusuke Iwamuro, Iwao Sugimoto
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics

      巻: 41 号: 1 ページ: 39-49

    • DOI

      10.3233/jae-121625

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 炭素質ガス吸着膜における表面電位の過渡現象 炭素質ガス吸着膜における表面電位の過渡現象 炭素質ガス吸着膜における表面電位の過渡現象2015

    • 著者名/発表者名
      須田順子、杉本岩雄、村松宏、高橋和彦
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Scanning Probe Microscopy Analysis of Volatile Organic Compounds on Carbonaceous Films with a Microcolumar Layer2014

    • 著者名/発表者名
      Iwao Sugimoto, Yoriko Suda, Hiroshi Muramatsu, Kazuhiko Takahashi
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Surface Science
    • 発表場所
      くにびきメッセ(島根県松江市)
    • 年月日
      2014-11-02 – 2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 表面電位顕微鏡 KFM によるガス吸着現象の解明2014

    • 著者名/発表者名
      須田順子、杉本岩雄、村松宏、高橋和彦
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ペクチン由来炭素質薄膜の吸着試験による表面形状の変化

    • 著者名/発表者名
      須田 順子,杉本 岩雄,牧原 健二
    • 学会等名
      第60 回応用物理学会春季学術講演
    • 発表場所
      神奈川工科大学(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] プローブ顕微鏡による有機スパッタ膜の表面吸着水の評価

    • 著者名/発表者名
      大林 正史,杉本 岩雄, 須田 順子
    • 学会等名
      第60 回応用物理学会春季学術講演
    • 発表場所
      神奈川工科大学(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [図書] Human Olfactory Displays and Interfaces2013

    • 著者名/発表者名
      Iwao Sugimoto, Michiko Seyama (Takamichi Nakamoto ed.)
    • 出版者
      IGI Global
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 東京工科大学コンピュータサイエンス学部杉本研究室HP

    • URL

      http://www2.teu.ac.jp/sugimoto/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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