ナノ粒子を用いる高感度な光学式水素センサの開発

使用纳米粒子开发高灵敏度光学氢传感器

• 批准号: 21K04097
• 负责人: 関 篤志
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: Soka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04097/
• 关键词: 水素センサ; 酸化タングステン微粒子; 白金ナノ粒子; ヘテロコア光ファイバ; 低温調製; 酸素センサ; 酸化タングステン; ナノ粒子; 近接場光学

表面に負電荷を帯びているタングステン酸微粒子（WO3μP）懸濁液と白金ナノ粒子（PtNP）懸濁液を混合し，ここに表面をアミノ化したヘテロコア光ファイバを浸した．静電相互作用により両微粒子が固定化された微粒子層部分をポリカチオン水溶液に浸すことにより，微粒子層表面にポリカチオン層を形成した．この操作を繰り返すことにより，ヘテロコア光ファイバ表面に微粒子層とポリカチオン層が交互に積層された膜を形成することにより水素センサを作製した．この水素センサをガラス容器中に置き，4％水素または空気を導入したときの伝搬光スペクトルを測定した．さらに4％水素から空気へ切り替えたときの応答特性についても検討した．微粒子層-ポリカチオン層の積層数が増加するにしたがって広い波長範囲で伝搬光強度は減少した．これはヘテロコア部に発生するエバネッセント波がWO3μPに吸収されたため，反射光強度が減少し，それにともない伝搬光強度が減少したためと考えられる．積層数が増加するにつれて膜厚とWO3μPの密度が増加するため，吸収されるエバネッセント波も増えるため，伝搬光強度が減少したと考えられる．4％水素雰囲気下および空気雰囲気下における伝搬光スペクトルを測定したところ，4％水素のほうが空気雰囲気下より伝搬光強度は増加した．水素雰囲気下においてWO3は水素と結合して濃青色のタングステンブロンズ（H2WO3）となる．水素雰囲気下における伝搬光強度の増加は，タングステンブロンズによるエバネッセント波の吸収がWO3によるものより小さいため，水素雰囲気下では空気雰囲気下より反射光強度が増加するため，伝搬光強度も増加したと考えられる．また積層数が増加するにしたがって，水素雰囲気下と気雰囲気下における伝搬光強度の差異は大きくなることが示された．すなわち，積層数の増加により高感度化が達成できることが示された．

The acid particles (WO3 μ P), the platinum particles (PtNP), the liquid mixtures, the surface particles, the light particles, the immersion particles, the static interactions, the immobilization of particles, the immobilization of particles, the part of particles, platinum particles, particles (WO3 μ P), platinum particles (WO3 μ P), acid particles (WO3 μ P), platinum particles (WO3 μ P), platinum particles (WO3 μ P), acid particles (WO3 μ P). The surface of the particles is formed. The operation is to return the particles to the surface, the particles on the surface, the surface, the surface The temperature of 4% of the water is higher than that of the temperature. The temperature of the air is 4%. The temperature of the air is 4%, the temperature, the temperature I don't know. I don't know. The reflected light intensity is very low, and the reflected light intensity is very low. The thickness of the film, the thickness of the film, the density of the film, the density of the film, the thickness of the film, the thickness of the film, the density of the film, the thickness of the film, the density of the film, the thickness of the film, the density of the film, the density of the film, the thickness of the film, the density of the film The light intensity is low. 4% water content is low, and the air temperature is low. In 4% water, the light intensity is increased. Under the water supply, the light intensity is increased. Under the water supply, the WO3 light intensity is increased. Under the water supply, the light intensity is increased. Under the water supply, the light intensity is increased. In the water supply, the light intensity is increased. In the water supply, the light intensity is increased. In the water supply, the light intensity is increased. In the water supply, the light intensity is increased, so that the light intensity is increased. In the water supply, the light intensity is increased. In the water supply, the light intensity is increased. In the water supply, the light intensity is increased. In the water supply, the light intensity is increased. In the water supply, the light intensity is increased. In the water supply, the light intensity is increased. In the water supply, the light intensity is increased. Under the water content, the reflected light intensity, the light intensity, the light intensity, the Increase the number of people to show that they are highly sensitive.

项目成果

光ファイバ水素センサ，水素センサ装置，光ファイバ水素センサの製造方法，及び水素センサ構造体の製造方法

光纤氢传感器、氢传感器装置、光纤氢传感器的制造方法以及氢传感器结构的制造方法

• 发表时间: 2023

酸化タングステン微粒子と白金ナノ粒子を固定化したヘテロコア光ファイバ水素センサ

固定氧化钨颗粒和铂纳米颗粒的异核光纤氢传感器

• 发表时间: 2023
• 作者: Z. Wang;T. Ishihara;K. Okita;S. Yabukami;関 篤志，渡辺一弘
• 通讯作者: 関 篤志，渡辺一弘