センシング材料研究グループ

当グループでは、ニオイを高感度に検出するための多様なセンサ感応材料を開発しています。半導体式センサに用いる材料は、ニオイ分子と作用するために比表面積の大きいものが望ましいため、多孔質でかつ微細粒子で構成された厚膜を多様なセンサ材料で可能にする製造方法を開発。この技術を、従来の半導体式センサ材料だけでなく、当グループで開発した「バルク応答型センサ」の材料にも適用しました。酸化セリウムを代表とする「バルク応答型センサ」は、従来の半導体式センサよりも大気中に存在する湿度の影響を受け難い特性を持つため、ニオイの分析精度を飛躍的に向上させることに成功しました（参考１）。 また、当グループは、酸化スズナノシートからなる新しい半導体式センサも開発。このセンサは優れたガス応答特性を示すと共に、この特性がガス反応性の高い酸化スズナノシートの表面構造等に起因することを明らかにしました（参考２）。 これらの開発した複数種のセンサ（センサアレイ）を搭載してニオイを計測できるポータブル測定器を試作。人間が複数の受容体を持つ鼻でにおいを嗅ぎ脳で何のニオイか判定するように、センサアレイのシグナルのパターンを機械学習で分析してニオイを判定することができます。

参考1：生活空間のニオイモニタリング（2019/01/29プレスリリース）

参考2：ストレスのモニタリングが可能なセンサーアレイを開発（2022/08/25プレスリリース）

ニオイの発生には必ず理由があり、ニオイはその発生原因の情報媒体とみなすことができます。ニオイを可視化し、その情報の利用により生産性や生活の質を向上させる技術の社会実装にむけた研究を展開しています。 人間は、緊張によるストレスで皮膚からストレスガスであるアリルメルカプタンを発生。このストレスガスに対し、酸化スズナノシート型センサでは当該ガスに対する検出限界約200 pptを持つ応答特性を示すと共に、製法を調整した4種類のナノシート型センサを持つセンサアレイにて、他のバイオマーカーガスからストレスガスを識別できることを示しました（参考２）。 また、魚肉の鮮度をニオイから早期に判定する研究にも取り組み、養殖ブリの「入荷直後」「生食の目安」「加熱調理の目安」「腐敗」の4種類の鮮度状態を、8個の半導体式センサから成るセンサアレイで分類が出来ることを示しました（参考３）。

参考3：ニオイから魚肉の鮮度を判定するセンシング技術を開発（2023/08/21プレスリリース）