| 研究課題/領域番号 |
17K06458
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
森澤 正之 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (30220049)
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| 研究分担者 |
鈴木 裕 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (40516928)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 光ファイバセンサ / プラスチック光ファイバ / 膨潤性ポリマ / エレクトロスプレー法 / 静電塗布法 / POF |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、可燃性ガスの安全で高感度の検出のために、エレクトロスプレー (ESD)法を用いてクラッドを多層化したプラスチック・ ファイバ (POF)を開発することを目的とする。本研究は、①中間電極を持つESD製膜装置の製作とPOFコアポリマの帯電防止の検討、②ESD法によるポリマ薄膜作成、③ESD法による膨潤性ポリマクラッド型POFガスセンサ(単層クラッド型および多層クラッド型)の作成と基本的特性評価、④多層クラッド型POPガスセンサによるアルカン(プロパン、メタンなど)測定の4段階からなる。
昨年度までの３年間で以下のことを明らかにした。①キャピラリと対向電極の間に2つの中間電極を持つESD製膜装置の製作を行ない、低電圧でPOF上にESD法による膨潤性ポリマの塗布が行えた。②イオン液体や界面活性剤による帯電防止により膨潤性ポリマを均一に積層することができた。③上位クラッド層に色素をドープ、および、散乱層の形成の2つの種類の2層構造を持つアルカンPOFセンサ検討を行なった。特に上位クラッド層を白濁層として積層し散乱層したところ感度の向上が著しかった。④イオン液体によるコア表面の処理を行ってESD法に伴う帯電を軽減しても、クラッド層が厚くなるとその効果は弱くなる。したがって、クラッド層に導電物質を混入することを検討する必要があることがわかった。
それらを受けて最終年度では、２層構造のクラッド上位層にドープする色素の代わりに導電性を有するカーボン微粉末を用いることで、クラッドの吸光効果を減ずることなく導電物質の混入を試みてクラッド層の均一化を目指し、センサの向上を目指した。その結果以下のことが明らかになった。①カーボンを混入した膨潤性ポリマー溶液でもESD法は可能であり、クラッド層が厚くなっても膜の形成は可能である。②POFセンサの感度は色素ドープのものと同等である。
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