OBDとMOXセンサーに基づくマイクロPEMS

• 室温動作可能なNiドープWO3ナノ材料の光誘起NOガスセンサーを発表
• 検出限界(LOD)8.29 ppb未満、50ppbで応答/回復時間28秒/50秒を室温で達成
• 相対湿度20〜90%の広範囲で応答値とNO濃度の線形性を実証

• 工業用ラマン分光計を用いた天然ガス・水素強化天然ガスのインライン組成・熱力学的特性測定装置を開発
• OIML R140クラスA要件を満たし、HHV誤差±0.5%未満、繰り返し性0.1%以内を達成
• 12ヶ月間の圧力還元ステーションでの長期フィールド運用で安定性能を確認

• マイクロ藻類培養プロセスのリアルタイム監視用に、フロー式マルチ波長VISセンサーと機械学習キャリブレーションを組み合わせた低コストなソフトセンサーを開発した
• 209の実験データポイントに基づき、バイオマス、クロロフィルα/β、総クロロフィル、総カロテノイド、アスタキサンチン濃度を推定する6つの機械学習回帰モデルを開発した
• 独立データセットでの検証で、バイオマスとアスタキサンチンの予測がオフライン参照測定値の±10%以内の精度を示した

生物発酵プロセス最適化のため、発酵中のアンモニウム窒素(NH4+)濃度のような重要パラメータのリアルタイムオンライン監視が重要である。本研究では、ゲンタマイシン発酵プロセスを例に、発酵オフガス信号に基づいてインテリジェントな電子鼻非接触監視システムを開発した。オフガスの典型的な信号を捉え、信号と発酵液中のNH4+濃度との定量的な関係を確立することで、非接触リアルタイム監視を実現した。システムは、ガス切り替えモジュール、センサーアレイモジュール、信号処理モジュール、およびインテリジェント予測モジュールから構成される。5相ガス切り替え戦略と軽量ニューラルネットワークを採用し、センサーのドリフト抑…

• NO2センサーは単一受容体材料の最適化から、表面化学・界面電荷移動・トランスデューサー・環境・再生を統合したシステム設計へ移行しており、展開準備性は5層(受容体/界面化学、トランスデューサー/デバイス、ガス供給/環境、再生/劣化、キャリブレーション/システム統合)の連動で決まる。
• 金属酸化物、炭素材料、遷移金属ジカルコゲナイド、MXenes、多孔質・MOF由来アーキテクチャ、有機半導体が対象材料として挙げられ、酸素吸着、空乏層・蓄積層、ヘテロ接合・ショットキーバリア、欠陥、触媒増感、パーコレーションが電気信号を支配する。
• 読み出し側ではMEMSマイクロヒーター、FET/TFT/MOSFETトランスデューサー、フレキシブルプラットフォーム、光・電気再生、AI支援アレイが用いられ、これらがセンサー性能を左右する。