| 研究課題/領域番号 |
18K04702
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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 |
石原 篤 三重大学, 工学研究科, 教授 (60212908)
那須 弘行 三重大学, 工学研究科, 准教授 (20189179) [辞退]
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | pH電極 / ガラス電極 / ステンレス電極 / 作用電極 / 比較電極 / 琺瑯電極 / 酸化銀 / 酸化銀 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，(1)液漏れしない比較電極および(2)琺瑯電極の開発である。
(1)現在，流通しているpH複合電極は，pH応答する作用電極とpH応答しない比較電極から構成されている。比較電極は内部液をわずかながら流出させることで被検液との電気的接触を実現している。これまでに前例のない液漏れしない比較電極の実現は，被検液の汚染を嫌うバイオ系や創薬開発の分野での潜在的ニーズが多いと考えられる重要課題である。高抵抗のため見かけ上，低いpH感度を示したFe2O3-Bi2O3ガラスの代わりのガラスを開発する。
(2)ガラスと金属の長所を兼ね揃えた琺瑯電極を作製するために，作用電極として実績のあるFe2O3-Bi2O3-GeO2ガラスでは融着性が低いので，Fe2O3-TeO2ガラスでの開発を行う。
液漏れしない比較電極に関しては，一般的にAg/AgClが比較電極に用いられていることからAg2Oを含むガラスに着目した。さらに，琺瑯電極への展開も考慮し低融性のAg2O-TeO2ガラスを選択した。Ag2Oを20-30mol%含むガラスは，これまでのガラス材料の中では，かなり低いpH感度(40%以下)を示した。このガラスを加熱してガラス表面にAgを析出したところ更にpH感度(25%程度)が低下した。
琺瑯電極に関しては，Fe2O3-TeO2ガラスを用いることで，融着し易くなり琺瑯電極を作製することができた。しかし，Fe2O3-Bi2O3-GeO2ガラスよりは若干pH感度が低く，低融性と高pH感度の両立に課題が残った。Fe2O3-NiO-TeO2ガラスとすることで若干機械的強度が向上し，ガラスと金属間の密着性が向上したと予想される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
液漏れしない比較電極に関しては，Ag2O-TeO2ガラスが比較電極用ガラスとして有力であることがわかった。一方，十分低いpH感度を示さなかったため。
琺瑯電極に関しては，Fe2O3-TeO2ガラスとステンレスを用いて琺瑯電極を作製できた。一方，元のFe2O3-TeO2ガラスのpH感度が十分高くはなく組成開発が必要であるため。
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| 今後の研究の推進方策 |
液漏れしない比較電極に関しては，より低いpH感度を示すガラスを探求するためにAg2Oを含む他のガラス系あるいはTeO2Oを含む他のガラス系での検討を行う。また，Ag2O-TeO2ガラスへの添加物の効果を調べる。
琺瑯電極に関しては，比較電極のAg2O-TeO2を用いた琺瑯電極の作製や内部液を用いない全固体型電極の作製を試みる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
初年度に高額備品（原子間力顕微鏡）を購入予定であった。しかし，分析天秤が故障し，分析天秤を購入した。その結果，原子間力顕微鏡を購入できなくなり，大幅に予算執行内容が変わったため。さらに，当初の最終年度の予算配分が少なったため，積極的には使用しなかったため。
残額は次年度に行う，液漏れしない比較電極および琺瑯電極の開発のための実験に使用する（ガラス作製用試薬など）。
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