環境中の多成分の微量ガス分子を機械学習で同時検出
2022-03-17 東京大学,科学技術振興機構
ポイント
- イオンゲルと多数の電極を用いて、混合ガス中のｐｐｍ（１００万分の１）単位の水素・アンモニア・エタノールの同時検出に成功した。
- イオンゲルと複数の電極から得られる電気信号を機械学習で分析することで高度なガス検出ができることを明らかにした。
- ヒトの呼気中に含まれるガス分子の種類・濃度は健康状態に依存するため、本センサーの発展により呼気を用いたヘルスケアが実現できると期待される。
東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻の田中 貴久 助教、濱中 悠輔 大学院生、加藤 太朗 大学院生、内田 建 教授らの研究グループは、イオンゲルと多数の電極構造を持つセンサー素子を開発し、ｐｐｍオーダーの水素、アンモニア、エタノールの３種類の標的ガスを混合したガス中でそれぞれのガス濃度を検出することに成功しました。多数の電極間の電位差から得られる時系列データを用いることで、従来技術では難しかった、混合ガスの中での複数の標的ガスの同時検出を実現しました。
ヒトの呼気は代謝など健康状態に依存する多数の微量ガスが含まれています。本センサー構造を微細化してスマートフォンなどの携帯端末上で、呼気中の微量ガスのセンシングを行うことで、高度なヘルスケアを実現できると期待されます。
本研究成果は、２０２２年３月１７日（米国東部夏時間）に米国科学誌「ＡＣＳ Ｓｅｎｓｏｒｓ」のオンライン版に掲載されます。
本研究は、科学技術振興機構「さきがけ（課題番号：ＪＰＭＪＰＲ２０Ｂ５）」、「ＣＲＥＳＴ（課題番号ＪＰＭＪＣＲ１９Ｉ２）」、科研費「基盤研究（Ｓ）（課題番号１８Ｈ０５２４３）」の支援により実施されました。
＜論文タイトル＞
- “Simultaneous detection of mixed-gas components by ionic-gel sensors with multiple electrodes”
- ＤＯＩ：10.1021/acssensors.1c02721
＜お問い合わせ先＞
＜研究に関すること＞
田中 貴久（タナカ タカヒサ）
東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻 助教
内田 建（ウチダ ケン）
東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻 教授
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
嶋林 ゆう子（シマバヤシ ユウコ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 グリーンイノベーショングループ
（さきがけ担当）
（ＣＲＥＳＴ担当）
＜報道担当＞
東京大学 大学院工学系研究科 広報室
科学技術振興機構 広報課
