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(1)電極界面での非線形特性を指標としたセンサ-の開発、および(2)ベクトル的な力をとり出すことのできる膜の開発、の2つの主目的のもと研究をすすめた。このうち、前者の課題を中心について、実績を説明したい。
新しい原理に基づく化学センサを考案するこができた。測定系にサイン波(周波数Wo)の電圧を入力し、その系を流れる電流を計測する。測定系が非線形の場合電流-電圧曲線は楕円形であり、電流波形をフ-リエ変換すると、入力周波数以外(2Wo、3Wo、…)にピ-クが現れる。本研究では、この歪、すなわちフ-リエスペクトルの高調波成分を定量的に評価する方法を新たに考え出した。一般に、電極系は非線形であるので、電流-電圧特性は歪んだ曲線を示し、味物質により特異的な曲線を示す。そして、曲線の歪は、フ-リエスペクトルの高調波として現れ、この多くの高調波成分を情報として、化学物質を定性、定量化できる。さらに、フ-リエスペクトルから測定系の電気容量の特性のシミュレ-ションが可能となった。以上のように、電気化学系における非線形特性の検出の実験及び、理論的解析に成功した。
これとは別に、ウィ-ンブリッジ発振回路を利用し、この回路の一部を電極系に置き換え、発振を起こし、さらに外部から電極系にサイン波の電圧を印加する実験を考案した。この実験より、引き込み現象を情報としたセンサをつくれることが明らかとなった。この測定系は回路内のつまみの微調整により再現性のより波形が得られる。また、非線形性を考慮した理論計算も可能であり、測定系の非線形特性を知る新たな手段ともなる。
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