キーワード：大気圧レーザアブレーション，ナノ微粒子，化学センサ ■■動車などの内燃機関から排出される排気ガスである硫黄酸化物■■■や窒素酸化物■■■をはじめとした大気汚染物質が大きな問題となっている。先進国である日本は、これらの除外装置類の開発が進められており、公害は発生していないが、世界に目を向けるとまだまだ、これらに物質に由来する光化学スモック等の影響が大きい。さらに、地球温暖化等の環境問題の原因となっている温室効果ガスには■■ 、メタン、■ ■の排出量削減を目指す、国際的な取り組みも加速している。一方で、我々の生活を見てみると、生活水準が向上し豊かな生活ができ、寿命が延びていく一方で、生活習慣病をはじめとしたさまざまな疾病が問題となり、健康寿命と生活の質（■■■■■■■■■■■■■■■）を如何に向上させるかが極めて重要な課題となっている。■これらの社会的要請にこたえるために高感度のガスセンサが必要である。ガスセンサの用途として、工場からの危険ガスの漏洩のみならず、例えば呼気中に含まれる微量な水素やアルデヒド類の分析を行うことで、肺がんや糖尿病などの疾病の早期発展につなげることができる。すなわち、ガスセンシングは警報器のみならず、私たちの生活の安心安全を担保する極めて重要な設備である。一方で、呼気中に含まれる疾病マーカーはｐｐｍから■■■レベルでの濃度で存在しており、これを高感度で検出する方法が極めて重要である。また、■種類のみのガスを検知するのではなく、複数のガスが混合したマルチガスにおいて各ガスをそれぞれ同時検知するマルチガスセンサデバイスの需要が高まっている。例えば呼気ガスの場合、含まれる物質の大部分は窒素、酸素、二酸化炭素、水蒸気であり、このような夾雑分子に紛れて■■■レベルでの高感度分析を必要とする。しかしながら、既存のマルチガスセンサのほとんどはサイズ、応答時間、再現性に課題が残り、実際のガスを正確に測定することはできていない。近年では様々な金属酸化物と触媒との複合物で構成したナノ微粒子が、高い比表面積と反応性を示すことで、■■■から■■■レベルでの高感度検出に利用できることが報告されている■■■。ナノ微粒子の作製方法としては金属アルコキシドを酸と反応させるゾルゲル法が、簡便かつ大量に作製できる点で広く用いられているが、焼結時に有機物由来の炭素が残留する問題点などがある。また、近年ではゾルゲル法に使われるプレカーサー溶液を水素還元炎中でスプレーする、フレ■１．研究の目的と背景 ■近年、さまざまな科学技術の発展に相まって、工場や自横浜国立大学■大学院工学研究院■（ ■ ■年度■一般研究開発助成■■■■ ■ ■ ■■■■ ）■准教授■西島■喜明■ーム焼結法が考案されており、優れた研究成果を得ている。■我々はこれらの方法とは別に、レーザアブレーション法に依るナノ微粒子作製技術を考案した。レーザアブレーションは古くから知られている技術であり、ターゲットに対してナノ加工を行う有用な技術である。一方でターゲットから飛散した物質を利用する手法が考案されている。例えば液中で金や銀などの貴金属に対してレーザアブレーションを行うと、プラズモン共鳴を示すナノコロイド溶液が形成できる。我々は液中ではなく、大気中で行うことにより、容易に金属酸化物が得られるのではないかと考え、大気圧下におけるパルスレーザアブレーション法とセンサ応用に向けたナノ微粒子の構築に取り組んだ。■本提案に先立ち、我々は大気圧下におけるナノ秒レーザのパルスレーザーアブレーション（■■■）を利用することにより、金属酸化物と触媒の組み合わせで有用な水素応答を示すナノ微粒子を構築することに成功した。特に酸化タングステンに白金を加えた材料を基にしたナノ微粒子は、白金ナノ微粒子の周囲をタングステンがコートしており、酸化タングステンの周囲にナノ微粒子がコートしている触媒系とは逆に、触媒活性を高いレベルで維持しつつ、安定性も向上していることを示すことに成功している■ ■。■本研究ではマルチガスセンサに向けて、■■■を駆使して様々な材料で、自在に■■■によるナノ微粒子作製技術を駆使して、このようなマルチガスセンサに適応できるナノ微粒子の開発を目指すことを目的とした。特に本報告では酸化スズ■■■ の■■■によって得られる微粒子について詳細にその物性を検討したので報告する。酸化スズは白金を触媒とすることで、接触燃焼式や抵抗法など様々な測定方法で、広範なガス分子に対してセンサとして機能することが知られている。■ ２．実験方法 ■ ・■■■■■用サンプルの作製方法■■■■によるナノ粒子の作製にはアブレーションするためのターゲットが必要となるので、■■■ タブレットを作製する。作製手順は、純度■■■■■■の■■■ 粉末を■■■量り、純水を数滴加えてメノウ乳鉢でよくこねる。その後油圧ポンプによって圧力を加えてタブレット状に成形して、■■■℃で 時間焼結させることによって作製した。作製したタブレットは白色であった。完成したタブレットを図■に示す。■− 324 −大気下レーザアブレーションによる分子センサー材料の開発
元のページ ../index.html#326