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[신경가스 등을 감지하는 고감도 센서, 도시바가 개발]

-테러 대책 등에 운반 시스템의 실용화 목표-

도시바는 신경가스 등을 감지하는 고감도 가스 센서를 개발했다. 탄소 재료 ‘그래핀’에 트랜지스터를 만들고 그 표면에 흡착된 기체 분자를 전기적 특성의 변화로 파악한다. 신경가스 유사 물질을 수십 ppb(10억분의 1)의 감도로 감지할 수 있었다. 테러대책 등으로 사용할 수 있는 가스 센서 시스템의 실현을 목표로 한다.

　1장의 그래핀 전극을 붙여 전계효과 트랜지스터로서 기능한다. 우선 구리 기판에 단층 그래핀 막을 입혀 물약에 구리를 녹인다. 액체 속에 떠있는 그래핀을 실리콘 기판 위로 건져 올리고 전극을 연결하여 트랜지스터 한다. 그래핀 표면에 가스 분자를 흡착하는 인식 분자를 정렬, 감지하고자 하는 가스의 종류를 선택한다.

　신경가스의 실험용 대체물질인 ‘DMMP’(메틸포스폰산 디메틸)는 수십 ppb 수준에서 감지 할 수 있었다. 20ppt(1조분의 1)에서도 전기적 특성 변화를 파악하는 데 성공했다.

　단층 그래핀은 실리콘 기판 위에 약 1cm 각도로 되어 있다. 트랜지스터의 크기는 10마이크로미터(마이크로는 100만분의 1). 트랜지스터를 집적하면 감지하는 가스의 종류 및 농도 측정 범위가 다른 센서를 다수 준비 할 수 있다.

　현재는 순수한 가스로 검증하는 단계로 현실의 공간을 떠도는 다양한 가스에 대응하고 있지 않다. 앞으로 많은 센서의 데이터 처리 등으로 가스 종류의 식별 능력을 높여갈 것이다.

출처 : https://newswitch.jp/p/12339