| 研究課題/領域番号 |
16H04377
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
孫 勇 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (60274560)
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| 研究分担者 |
小田 勝 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30345334)
中尾 基 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (70336816)
鎌田 裕之 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (80343333)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 核磁気共鳴 / 電波放射と検出 / アンテナ / ナノ材料評価 / 弾性表面波 / 圧電体 / グラフェン電極 / 生体融合 |
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| 研究実績の概要 |
核磁気共鳴は、先端医療や新薬開発などをはじめとして医療診断や材料開発に欠かせない重要な技術である。より高い分解能の追求で各国が競って強磁場・高電波周波数の方向に突き進んでいる。一方、先端材料の研究や宇宙空間での利用では、空間分解能より感度と小型化等は要求されている。
本研究では、従来のコイル型電波送受信方式を改め、容量型電波送受信方式を開発し、高感度とハイパワーでの電波送受信を通じて、NMRのノイズ問題を解決し高感度と小型化の実現を目指す。また、ノイズの根源は試料自身からのものよりも、環境からのものの方が遥かに大きい。機器ノイズを減らすためには、電磁信号の増強とノイズの遮蔽から着手しなければならない。本研究では、以上の状況を踏まえ以下の成果を得ました。
◆送受信方式の理論と技術設計 従来の電波送受信はコイルを用いた。コイルは空間的にオープンでノイズの混入は避けられない。一方、容量型送受信方式を利用すれば遮蔽しやすくハイパワーも実現できる。現段階では、理論と技術設計が既に完了し、容量型送受信デバイスの作製とテストも行った。知的財産権を持つ掌サイズNMR計測器の完成が期待されている。
◆音波での信号伝搬で電磁ノイズ混入の回避 容量型送受信デバイスの場合、電気信号を圧電体を通じて音波信号に変換し、電磁ノイズの影響を受けずにNMRの信号を取り出せる。現段階では、電波発射と検出が確認しており、より広周波数領域での電波送受信の実現のために工夫を重ねている。
◆バイオ試料にも対応できるグラフェン電極の導入 容量型では、電波送受信の効率を高めるため、電極と試料との直接接触がある。金属電極の反応性を考慮し、本研究ではグラフェン電極を採用した。ただし、グラフェンは金属に勝る伝導率をもつ一方、基板との界面応力の温度安定性や伝導率が影響されやすいなどの問題を解決する必要があることを判明した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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