2018/11/29 感性福祉研究所

庭野道夫特任教授の研究がJST「研究成果最適展開支援プログラム」に採択

感性福祉研究所庭野道夫特任教授の研究課題「酸化チタンナノチューブ構造による集積化ガスセンサシステムの開発」が科学技術振興機構(JST)の研究成果最適展開支援プログラム(A-STEP)に採択されました。

採択課題の概要

  • 開発するガスセンサは、検出ガス透過型とし、チューブ内壁表面に金属触媒を担持することにより、感度・反応時間などを従来型に比べ一桁以上向上でき、多種類ガスの実時間分析も可能にする画期的なものです。
  • このセンサは、一酸化炭素ガスを検査対象とする呼気分析機器への装着を目標に開発されますが、健康管理、自動車排ガスモニタや住環境モニタなどへの多様な活用が期待されます。

酸化チタン・ナノチューブ薄膜の作製法とガスセンサの構造

チタン金属薄膜を電解液中で陽極酸化法と呼ばれる電気化学的方法で酸化すると、ナノスケールの口径のチューブ(これをナノチューブと呼ぶ)がきれいに並んだ薄膜が形成される(上図)。提案しているセンサはこの薄膜をガス検出部に用いる(下図)。薄膜に検出すべきガスが付着すると薄膜の抵抗値が変化する。この変化から微量のガスを検知する。チューブの内壁に触媒金属を付着しておくと検出感度が飛躍的に向上する。

量産型センサチップとセンサ・プロトタイプのイメージ図

本研究では、このシリコンチップ(8mm角)基板上に8個までの透過型ガスセンサを作り込む技術の実証も行う。
ガスセンサを集積化したセンサチップの作成により、検出精度の向上が可能となること、計測時間の短縮化が可能となる。
本研究の最終目標としては、ガスセンサのプロトタイプの作製であり、呼吸機能検査装置への実装に向けて実証研究を進める。

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