機能性分子の融合により温度依存性を解消した感圧センサの研究開発

本研究は感圧センサ(Pressure Sensitive Paint, PSP)を用いた圧力の面分布計測で大きな問題となる、PSPの温度依存性を解消する研究である。PSPは、概して圧力感度と同時に温度依存性を持つ。このため、温度補完が不要なPSPの開発が求められてきた。また、PSPの適用分野においては、非定常計測のための時間応答性が求められる。本研究においては、発光波長帯の異なる二色素を陽極酸化皮膜に吸着させることによる、温度依存性を持たない高速応答PSPの開発を目指した。このPSPは作製時の工程(ディッピング法)における条件(二色素におけるディッピング順序、感圧色素・ディッピング時の溶媒の種類、ディッピング温度・時間・濃度)によって、その性能(発光強度・圧力感度・温度依存性)を制御できるものと考えられる。本研究においては、感圧色素としてfluoresceinとbathophen ruthenium、ディッピング溶媒としてクロロフォルムを用いた。実験の結果、二色素が溶解した溶液を用い、一度でディッピングする方法により、良好な発光スペクトルが得られることがわかった。さらに、ディッピング時間によってfluorescein側の発光ピークを制御できる可能性が示された。また、実験の再現性についても確認することができた。最後に、30分ディッピングしたサンプルについて、圧力・温度依存性、時間応答性を調べた。特に発光波長帯:590nm付近においては、通常の高速応答PSPにくらべ圧力感度が損なわれたものの、温度依存性をほとんど示さないことがわかった。また応答性試験により、二色素による感圧塗料が従来の高速応答PSPと同程度の時間応答性を有することが分かった。

本研究は感圧センサ(Pressure Sensitive Paint, PSP)を用いた圧力の面分布計測で大きな問題となる、PSPの温度依存性を解消する研究である。PSPは、概して圧力感度と同時に温度依存性を持つ。このため、温度補完が不要なPSPの開発が求められてきた。また、PSPの適用分野においては、非定常計測のための時間応答性が求められる。本研究においては、発光波長帯の異なる二色素を陽極酸化皮膜に吸着させることによる、温度依存性を持たない高速応答PSPの開発を目指した。このPSPは作製時の工程(ディッピング法)における条件(二色素におけるディッピング順序、感圧色素・ディッピング時の溶媒の種類、ディッピング温度・時間・濃度)によって、その性能(発光強度・圧力感度・温度依存性)を制御できるものと考えられる。本研究においては、感圧色素としてfluoresceinとbathophen ruthenium、ディッピング溶媒としてクロロフォルムを用いた。実験の結果、二色素が溶解した溶液を用い、一度でディッピングする方法により、良好な発光スペクトルが得られることがわかった。さらに、ディッピング時間によってfluorescein側の発光ピークを制御できる可能性が示された。また、実験の再現性についても確認することができた。最後に、30分ディッピングしたサンプルについて、圧力・温度依存性、時間応答性を調べた。特に発光波長帯:590nm付近においては、通常の高速応答PSPにくらべ圧力感度が損なわれたものの、温度依存性をほとんど示さないことがわかった。また応答性試験により、二色素による感圧塗料が従来の高速応答PSPと同程度の時間応答性を有することが分かった。