ナノセンサー：化学物質の高感度・高速検出

ナノテクノロジーの中でセンサーが占める位置が大きい。小さいナノ粒子に極めて微量の化学物質が付着しても、その性質の変化が検出出来るほど大きい。化学物質だけではなく、熱や圧力にも同様の理由で高い感度を持つ。これまで下に示すようにセンサーとして使用可能ないくつかのナノ粒子について述べて来た。ここでは、最近開発された具体的な使用法を述べよう。

                           

ボストン大学の研究グループは、高い検出感度を得るために３次元的センサーを開発した。下図のように基板の上に金属電極を付着させ、その上にカーボンナノチューブ、酸化アルミニウム、多孔性酸化アルミニウム、金属電極を同心円筒状に並べたもの(このような形状のものはナノコアックス(coax)と呼ばれている)を多数(１平方センチに約１億本)垂直に立てる。多孔性酸化アルミニウム(12/20参照)に分子が捕まりそれによって２電極間の静電容量が変化する。窒素ガス中に種々の有機分子を混入し検出した結果、濃度１０兆分の８の有機分子まで検出可能であるという。

                                
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中国の研究グループによると、グラフェンに金ナノ粒子を付着させておくと、硫化水素などのガスセンサーに使えるという。金ナノ粒子は硫化水素と付着しやすくそれによってカーボンナノ粒子の抵抗が変化する。
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ナノフォートニックスについても市場の期待大きいことをすでに説明した(3/15参照)。