Forschungsthemen

Entwicklung von Sensoren, die in der Lage sind, hochempfindlich zu detektieren.

Licht ist so schnell, dass es Nanopartikel mit wenig Wechselwirkung durchdringt, wenn man versucht, sie nachzuweisen. Wird das Licht jedoch mit Hilfe von mikrooptischen Resonatoren stark eingegrenzt, kann es Nanopartikel effizient erkennen, indem sich kleine Partikel einfach an den mikrooptischen Resonatoren festsetzen. Dieses Forschungsthema zielt daher auf die Entwicklung von Sensoren mit hoher Empfindlichkeit unter Verwendung von mikrooptischen Resonatoren mit starkem Confinement-Effekt ab.

Bisher haben wir Techniken für die Kultivierung von Zellen auf mikrooptischen Resonatoren entwickelt, um den Zellzyklus zu erforschen, die Empfindlichkeit von Verfahren zum Nachweis von Bakterien zu erhöhen, die auch zur Überprüfung der Sicherheit bei Bluttransfusionen eingesetzt werden können, sowie pH- und Ammoniaksensoren mit Modifikationen an der Oberfläche der Resonatoren. Derzeit wird an der Entwicklung eines hochempfindlichen Wasserstoffsensors gearbeitet.

Entwicklung von Techniken zur Aussaat und Kultivierung von Zellen in mikrooptischen Resonatoren zur Erforschung des Zellzyklus.
Entwicklung von Techniken zur Aussaat und Kultivierung von Zellen in mikrooptischen Resonatoren zur Erforschung des Zellzyklus.

Wir entwickeln auch periphere Technologien, wie z. B. eine kompakte Gehäusetechnologie für mikrooptische Resonatoren, die für den Einsatz als Sensoren wichtig ist.

Der schwierigste Punkt bei der Sensorforschung ist, dass es sich um eine bedarfsorientierte Forschung handelt. Obwohl es viele Veröffentlichungen zur Sensorforschung gibt, sind die meisten von ihnen auf das Saatgut ausgerichtet, und die Zahl der wirklich brauchbaren Sensoren ist begrenzt.

Es heißt, Licht sei für die Erfassung geeignet, aber es gibt viele alternative Technologien, so dass man bei der Forschung immer genau prüfen muss, ob ein Sensor wirklich brauchbar ist oder nicht. Allerdings gibt es viele alternative Technologien, so dass bei der Forschung immer wieder hinterfragt werden muss, ob der Sensor wirklich brauchbar ist oder nicht. Es muss geprüft werden, ob die Lichtsensorik tatsächlich Vorteile bietet, auch in Bezug auf Leistung und Kosten, und es muss eine Marktforschung durchgeführt werden, die umfassende Kenntnisse und die Fähigkeit erfordert, eine Vielzahl von Dingen vorherzusehen.

Einbau von mikrooptischen Resonatoren in Strömungswege.
Einbau von mikrooptischen Resonatoren in Strömungswege.

Ab 2019 wird sich unser Labor auf die Entwicklung von Wasserstoffsensoren konzentrieren. Obwohl verschiedene Wasserstoffsensoren, wie z. B. katalytische Wasserstoffsensoren, auf Laborebene untersucht und veröffentlicht wurden, haben Interviews mit Unternehmen und Marktuntersuchungen ergeben, dass nur zwei Arten von Sensoren in der Praxis eingesetzt werden: Sensoren mit Kontaktverbrennung und Sensoren mit Gaswärmeleitung. Wasserstoff ist jedoch ein brennbares Gas, und bei Sensoren, die mit elektrischen Schaltungen arbeiten, besteht immer die Gefahr einer Entzündung durch Funken. Deshalb versuchen wir, die Detektion von Wasserstoffgas mit Licht zu realisieren, indem wir einen mikrooptischen Resonatorsensor an eine optische Faser anschließen, der sich an dem erwarteten thermoelektrischen Sensor orientiert.

Die Sensing-Forschung ist bedarfsorientiert, daher ist es notwendig, kleine Projekte mit leichter Hand durchzuführen. In der Vergangenheit haben wir große Forschungsbudgets erhalten, aber wir haben gelegentlich bestätigt, dass es wichtig ist, mit leichtem Fuß zu arbeiten, daher arbeiten wir an diesem Forschungsprojekt mit einer freien Konzeption und mit Schwerpunkt auf leichter Fußarbeit, anstatt es zu einem vollwertigen Projekt zu machen.

Ab 2019 wird sich unser Labor auf die Entwicklung von Wasserstoffsensoren konzentrieren. Obwohl verschiedene Wasserstoffsensoren, wie z. B. katalytische Wasserstoffsensoren, auf Laborebene untersucht und veröffentlicht wurden, haben Interviews mit Unternehmen und Marktuntersuchungen ergeben, dass nur zwei Arten von Sensoren in der Praxis eingesetzt werden: Sensoren mit Kontaktverbrennung und Sensoren mit Gaswärmeleitung. Wasserstoff ist jedoch ein brennbares Gas, und bei Sensoren, die mit elektrischen Schaltungen arbeiten, besteht immer die Gefahr einer Entzündung durch Funken. Deshalb versuchen wir, die Detektion von Wasserstoffgas mit Licht zu realisieren, indem wir einen mikrooptischen Resonatorsensor an eine optische Faser anschließen, der sich an dem erwarteten thermoelektrischen Sensor orientiert.

Die Sensing-Forschung ist bedarfsorientiert, daher ist es notwendig, kleine Projekte mit leichter Hand durchzuführen. In der Vergangenheit haben wir große Forschungsbudgets erhalten, aber wir haben gelegentlich bestätigt, dass es wichtig ist, mit leichtem Fuß zu arbeiten, daher arbeiten wir an diesem Forschungsprojekt mit einer freien Konzeption und mit Schwerpunkt auf leichter Fußarbeit, anstatt es zu einem vollwertigen Projekt zu machen.

Blick auf die optischen Eigenschaften eines verpackten Geräts. Die Messungen können durchgeführt werden, während man das Gerät in der Hand hält.

Das Video soll später ersetzt werden.

《 Schlüsselwort 》

Optische Mikroresonatoren / Mikrodurchflusswege / Hochempfindliche Sensoren / Wasserstoffsensoren
Das Tanabe-Labor fördert aktiv die Zusammenarbeit in der Forschung.

Liste der Forschungsthemen

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