中央大学 理工学部の河野行雄教授（東京工業大学 科学技術創成研究院 特定教授兼任）、東京工業大学 工学院 電気電子系の李恒大学院生（博士後期課程3年）、大阪大学 産業科学研究所の関谷毅教授・荒木徹平助教らを中心とする研究グループは、オランダのEindhoven University of Technology、産業技術総合研究所らと共同で、新しい機能を示す光センサシートを開発し、また開発したセンサシートを用いることで、今までにない簡便な液体化学分析手法を確立しました。
これまで、環境計測を指向した家庭・産業排水の化学的液質検査では、液体サンプルの採取や試薬の混合が必要とされてきました。遠隔操作を含むオンサイト(※1)での長期的かつ、ユーザーの技量を問わない簡便な計測の実現には、サンプル非採取かつラベルフリー（※2）な新規手法の確立が求められていました。
今回、河野教授らの研究グループはセンサシートの貼り付けという簡便な工程のみで、オンサイトな水溶液濃度計測に成功しました（図1）。溶媒自身から発せられる広帯域な赤外線放射現象と、それに対する溶質での局所的な吸収に着目することで、サンプル非採取かつラベルフリーな液質計測が可能となります。この液質計測には、研究グループが併せて新規に開発した高感度・広帯域かつストレッチャブル（※3）な薄膜状の光センサシートを用いています。植物や塩ビパイプ、蛇腹管、ゴムチューブといった柔らかい素材の液体配管にぴったりと貼り付けることができ、液体の流動性による配管の膨張・収縮・曲げ等の変形に対しても安定して追従可能です。ユビキタスな水質検査に資する基盤技術の実証という本研究成果は、将来、配管セーフティネットの構築に貢献できると期待されます。
【研究者】
河野 行雄 中央大学 理工学部 教授 （電気電子情報通信工学科）
（東京工業大学 科学技術創成研究院 未来産業技術研究所 特定教授兼任）
李 恒 東京工業大学 工学院 電気電子系 博士後期課程3年
関谷 毅 大阪大学 産業科学研究所 教授
荒木 徹平 大阪大学 産業科学研究所 助教
【論文情報】
雑誌名: Science Advances
タイトル: Stretchable broadband photo-sensor sheets for non-sampling, source and label-free chemical monitoring by simple deformable wrapping
著者: Kou Li1,2,†, Teppei Araki3,†, Ryogo Utaki1,2, Yu Tokumoto1,2, Meiling Sun1,2, Satsuki Yasui1,2, Naoko Kurihira3, Yuko Kasai3, Daichi Suzuki4, Ruben Marteijn5, Jaap M.J. den Toonder5, Tsuyoshi Sekitani3,*, Yukio Kawano1,2,6,7,*
†共同筆頭著者
*責任著者
所属:
1東京工業大学，科学技術創成研究院，未来産業技術研究所
2東京工業大学，工学院，電気電子系
3大阪大学，産業科学研究所
4産業技術総合研究所，センシングシステム研究センター
5Department of Mechanical Engineering and Institute for Complex Molecular Systems, Eindhoven University of Technology
6中央大学，理工学部，電気電子情報通信工学科
7国立情報学研究所
DOI: 10.1126/sciadv.abm4349
本研究成果は、日本時間2022年5月12日付で米国の国際科学誌「Science Advances」でオンライン公開され、日本国内外でもプレスリリースを実施いたしました。上記の※印の用語を含む詳細については、下記をご覧ください。
