| 研究課題/領域番号 |
15K06439
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
橋本 忠範 三重大学, 工学研究科, 准教授 (10271016)
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| 研究分担者 |
那須 弘行 三重大学, 工学研究科, 准教授 (20189179)
石原 篤 三重大学, 工学研究科, 教授 (60212908)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | pH応答電極 / セルフクリーニング機能 / メンテナンスフリー / 撥水性 / ガラス電極 / ゾル-ゲルコーティング / ステンレス電極 / ディスポーザブル |
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| 研究実績の概要 |
現在pH電極に用いられているLi伝導型のガラス電極には，汚れの蓄積により容易にpH応答が低下するという致命的な問題がある。
これまでに，この問題を解決するために，既存の概念にとらわれない新規のセルフクリーニング機能を有するpHガラス電極を開発してきた（H24-H26年度・基盤C（一般）・24560823）。一つは申請者が開発した光触媒機能を有するTiO2-P2O5ガラスの酸化→還元→酸化というアニールプロセスによる自己洗浄型のpH応答ガラスの開発である。もう一つは，申請者が開発した撥水性ガラスに電子伝導性を付与したFe2O3-Bi2O3-B2O3ガラスによる自己防汚型のpH応答ガラスの開発である。
今回，既存のpH応答ガラス（リチウムシリケート）電極では実現不可能な，清浄な状態を保つことでpH応答性能を保証する二種類のメンテナンスフリーのpH電極を開発した。
防汚特性（撥水性）に基づく自己防汚型のガラス電極の開発に関しては，既存のFe2O3-Bi2O3-B2O3ガラスより撥水性に優れたFe2O3-Bi2O3-GeO2ガラスの開発に成功した（Sens. Actuators B: Chem., 2018）。FeBiGeを作用極，FeBiを比較電極とする複合ガラス電極は，被験液を内部液(KCl)で汚染しないというメリットがある。また，遷移金属酸化物をゾル-ゲルコーティングしたステンレス電極は，高いpH感度と高速pH応答を示した。加工性に優れるので，ディスポーザブルのpH電極へ応用が期待できる。いずれも先端材料分野やバイオ・創薬関係での新しいツールになり得る。
pH深さ方向測定をするために，SUS細管を用いたプロトタイプのpH電極を作製した。市販のpH電極と比較して，深さ方向に急峻なpHの変化のある液体のpHを測定できることを明らかにした。
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