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長寿命医用小型酸素センサの開発

长寿命医用小型氧传感器的研制

基本信息

批准号：
05680752
负责人：
高橋幸郎
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05680752/
关键词：
酸素センサ微細加工半導体カテーテル

项目摘要

本研究では、IC製造技術を用いてカソード面積の変化が最小になるようなカソードチップを製作した。このカソードの構造は、カソード金属にはAu、導電層にボロンをドープしたポリシリコンを用いており、絶縁膜はSiO_2とポリイミドの2層構造とした。この構造によりAuとポリイミドの剥離が進んだ場合でもカソード面積の変化を最小にすることができる。また、流れの影響を減少させるためにカソードをマルチ化した。第2の対策として、内部電解液と同じ0.1MKCl溶液に2%の寒天を添加した塩橋をカテーテル内部に充填し、その中にアノードを設置した。これによりアノードとカソードが空間的に分離し、電極活性物質のカソード側への拡散による化学的クロストークを減らすことができる。以上の対策のもとに、アノード・カソード・電解液・塩橋は全て同一セル内に設置することとし、ここでは外径1.5mm、内径0.9mmのカテーテルを用いた。カソード表面には内部電解液保持用のpHEMAを塗布してあり、ガス透過膜には、DIP法による膜厚約1μmの非晶質テフロンを用いた。この様な構造で試作したセンサの特性は、感度:6.7nA/mmHg、応答時間:22sec(N2→O2)、流れの影響:流速ゼロの時1.33%減少(カソード直径50μm)、経時特性:100時間以上の安定な動作が得られた。ガス透過膜にDIP法による薄い非晶質テフロンを用いることにより比較的速い応答時間が得られ、面積の小さなカソードでマルチ化することにより感度を下げずに流れの影響を減少させることができた。また、100時間以上の安定動作を示すことから、本研究で行ったカソードの改良、アノードからの電極活性物質のカソードへの移動を塩橋の中にアノードを設置することにより防ぐという構造は、小型クラーク型酸素センサの長寿命化、安定化に非常に有効であるといえる。

In this study, IC manufacturing process is used to minimize the area of the substrate. The structure of this film is composed of two layers: Au and SiO_2. The conductive layer is composed of two layers: Au and SiO_2. The structure of the gold and silver alloy is divided into two parts, namely, the first part and the second part. To reduce the impact of the flow of goods, please contact us Second, the internal electrolyte is the same as 0.1M KCl solution, and the cold weather is the same. The separation of the electrode active material and the dispersion of the electrode active material are discussed in detail below. All of the above solutions are available in the same room, with an outer diameter of 1.5 mm and an inner diameter of 0.9 mm. PHEMA coating for internal electrolyte retention on the surface of the film, DIP coating for amorphous film thickness of about 1μm The structure of this test is characterized by sensitivity:6.7nA/mmHg, response time:22sec(N2→O2), influence of flow: 1.33% decrease in flow rate (diameter: 50μm), stable operation for more than 100 times. A thin amorphous film is used to reduce the sensitivity of the film. In this study, the improvement and stability of electrode active materials for more than 100 hours were studied. The structure of electrode active materials for small size and long service life of electrode active materials were improved and stabilized.