海洋CO2センサの小型化を実現するマイクロ流路の作製とCO2平衡化特性

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マイクロ流路デバイス内外の二酸化炭素分圧平衡化を効率よく実現するデバイスの設計条件の検討を、令和3年度に引き続き実施した。ガス交換効率を高め、効率よく大量試作できる流路形状として、50㎝流路を複数個連結させることにより流路長さを変更して検討することとした。50cm流路の流路幅を1㎜へと広くして、流路の間隔もこれまでの流路よりも広くすることにより、シリコーン膜とマイクロ流路が剥がれにくくなり、流路デバイスの面積を1m流路や2m流路よりも小さくできることから、所望の長さのマイクロ流路を効率よく作製できることが分かった。この50cmマイクロ流路を複数個連結させて流路長を変更したところ、50㎝流路単体では不安定であったが、1m、1.5m、2mの場合ではほぼ同等の二酸化炭素平衡化の効率を示すことが明らかとなった。このPDMSマイクロ流路デバイスと、アモルファステフロンチューブによる二酸化炭素平衡器について、ろ過海水とタイ養殖水槽の海水を徐々に混ぜ合わせた海水の二酸化炭素濃度の時間変化を検討したところ、両デバイス共に同様の二酸化炭素濃度変動に応じたpH指示薬の吸光度変化が確認された。これによりPDMSマイクロ流路による二酸化炭素平衡器を海水中の二酸化炭素濃度変動の観測に応用できることが明らかとなった。また、二酸化炭素平衡器への生物付着抑制のためのデバイス表面処理法として、PDMSマイクロ流路の表面へ銅薄膜を作製することについて試みたが、軽微な衝撃で容易にはがれてしまうことが明らかとなった。紫外線LEDの定時点灯法については、これまでにアモルファステフロンチューブで検討して生物付着抑制が図られることが分かっていることから、PDMS流路への紫外線LEDの点灯が有効ではないかと考えられる。