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固体電解質の一種であるプロトン導電体は、固体でありながら水素イオンだけを導電キャリアとする特性を有している。この特性を生かせば、従来の電解質溶液にとってかわる新しい機能材料としての種々の応用が可能である。特に、化学センサにおいてプロトン導電体を用いることにより、保守性の悪い電解質溶液を必要としない全固体型センサ素子が作製でき、マイクロ化、コ-ドレス化、インテリジェント化が可能な化学センサ開発ができる。そこで今年度は特に、昨年度において探索したいくつかのプロント導電体の中で、比較的優れた材料であることが判明したアンチモン酸をセンサ材料として主に用い、以下のようないくつかの新しいタイプの常温作動型化学センサの開発を行った。
(1)これまでに開発したプロトン導電体ガスセンサでは電流応答に大きな湿度依存性があることが問題であった。そこで、内部電位差を銀プロ-ブにより測定する4探針型素子を新たに開発し、これが、湿度依存性を全く示さず、しかもガス(水素)濃度に比例する応答が得られることを見出した。
(2)COに対するガス選択性を向上する目的で、従来の白金電極のかわりに酸化電極について検討した結果、WO_3及びSnO_2電極をプロトン導電体と組み合わせた場合が最も有効であることがわかった。
(3)気相や溶存酸素の常温での検知が可能な電流応答型センサとして、NAFION膜やアンチモン酸厚膜を用いた素子を作製し、その応答特性について検討した。これらは将来、バイオセンサにも適用可能である。
(4)スクリ-ン印刷法やスピンコ-ト法によって作製したアンチモン酸厚膜を用いたガスセンサが常温で優れた応答特性を示すことがわかった。この技術により素子のマイクロ化、集積化が可能である。
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