2018 年度研究成果報告書

導電性基板上での高密度カーボンナノチューブフォレストの構造制御と電子デバイス応用

研究課題

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研究課題/領域番号	17K14859
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
研究分野	反応工学・プロセスシステム
研究機関	早稲田大学
研究代表者	杉目恒志早稲田大学, 高等研究所, 助教 (60716398)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード	カーボンナノチューブ / バイオセンサ / 化学気相成長 / スパッタ / リソグラフィ
研究成果の概要	高密度カーボンナノチューブフォレストを用いた高感度・高耐久性な立体型櫛型電極(IDE)の開発とバイオセンサへの応用を行った。サイクリックボルタンメトリによるK4[Fe(CN)6]の電気化学的な測定の結果，Au電極IDEと比較してCNTフォレストIDEでは酸化還元電流が定常状態に早く到達した。アスコルビン酸共存下におけるドーパミンの測定の結果，線形領域が100 nM - 100 μM，検出感度が14.3 mA mol－1 L，検出限界(LOD, S/N=3)が42 nMとCNTF-IDEは高い特性を示した。また繰り返し測定において汚染による性能劣化が少なく、高い耐久性を持つことが分かった。
自由記述の分野	化学工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	電気化学センサに用いる電極材料として、カーボン電極は従来の金属電極と比較して高感度が得られることが期待される。中でも高い導電性と表面積を持つカーボンナノチューブを用いることでより高感度になることが期待できる。一方で従来の成長方法では電極応用するための適した構造を作製することが難しかった。本研究ではオリジナルの触媒と成長技術を用いて微細構造を作製し、実際に分析物を高感度に測定可能であることを示した。今後さらに技術開発を行うことで、小型かつ高感度なバイオセンサや医療技術などへの応用が期待できる。