(57)【要約】      （修正有）【課題】ケトン分子などの特定の置換基を有するＶＯＣｓを選択的に吸着しうる新規なカリックスレゾルシンアレン系複合材料を提供する。ケトン分子の検出に好適なカリックスレゾルシンアレン系複合材料を用いたセンサー素子、センサーをも提供する。【解決手段】カリックスレゾルシンアレン系複合材料は、カリックスレゾルシンアレンを基本骨格としてケトン分子を吸着する側鎖を導入し、ポリジメチルシロキサンと複合化させたもので、センサー素子１は、基板２の上に感応膜３が形成されてなるセンサー素子１であって、感応膜３がカリックスレゾルシンアレン系複合材料からなる。【選択図】図１
2010217022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記[化１]で表わされることを特徴とするカリックスレゾルシンアレン系複合材料。
【化１】
2010217022.tif 000008
（上記[化１]において、ＲはＣ２〜１２から選択される直鎖アルキル基を表す。ｎは１〜５００から選択される整数を表す。）
【請求項２】
基板の上に感応膜が形成されてなるセンサー素子であって、
前記感応膜が、下記[化２]で表わされるカリックスレゾルシンアレン系複合材料からなることを特徴とするセンサー素子。
【化２】
2010217022.tif 000009
（上記[化２]において、ＲはＣ２〜１２から選択される直鎖アルキル基を表す。ｎは１〜５００から選択される整数を表す。）
【請求項３】
前記基板が、金からなる、またはＳｉ系材料の表面に金薄膜を形成したものからなることを特徴とする請求項２に記載のセンサー素子。
【請求項４】
基板の上に下記[化３]で表わされるカリックスレゾルシンアレン系複合材料からなる感応膜が形成されてなるセンサー素子と、
前記感応膜によりターゲット物質を吸着し、吸着した前記ターゲット物質による前記センサー素子の物理的な変化を検出する検出手段と、
を有することを特徴とするセンサー。
【化３】
2010217022.tif 000010
（上記[化３]において、ＲはＣ２〜１２から選択される直鎖アルキル基を表す。ｎは１〜５００から選択される整数を表す。）
【請求項５】
前記検出手段が、吸着された前記ターゲット物質による質量変化を振動型質量検出センサーの周波数変化として検出する検出手段であることを特徴とする請求項４に記載のセンサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規なカリックスレゾルシンアレン系複合材料およびそれを用いたセンサー素子、センサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
化学センサーの分野では、酸化物半導体を利用したＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型センサーなどが一般的に利用されている。
ＭＯＳ型センサーは、半導体化した金属酸化物の比較的小さな微粒子結晶体や焼結体をベースとし、通常はＰｔ等の電極ワイヤを内部に持ったセラミックス構造体からなる。ＭＯＳ型センサーは、３００℃程度の高温で利用する。金属酸化物表面での高温における触媒反応によって、アルコール等のガス分子が表面で還元され、電子が空乏化した金属酸化物内に取り込まれて中和される。これによって粒界のポテンシャルバリアーが低下して抵抗が低下する原理を利用するものである。このＭＯＳ型センサーは、アルコールやプロパンガスのセンサーとして利用されているが、感度が不十分であることや、ガスに対する選択性がないこと、集積化が困難であること、高温でのセンシングが必要などの問題がある。
【０００３】
近年、ベンゼン、トルエン、アルカン、アルコール類といった様々な揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣｓと記す）などの化学物質を検出する化学センサーの感度を高める研究や、検出対象となる化学物質に合わせた化学センサーについての研究がなされており、化学センサーの感応材料についてもいろいろな提案がなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、圧電振動子の表面に二重結合をもつゴム系材料により感応膜を形成したセンサーについて記載がある。特許文献２には、ポリフィリン感応膜を形成し、水素イオン、フッ酸、金属イオン濃度などを測定するイオン濃度測定用イオンセンサーについて記載がある。特許文献３には、水晶振動子上に薄膜状のクラウンエーテル縮合フタロシアニン系化合物を含有する化学ガスセンサ用材料を形成し、ＮＯｘやＳＯｘなどのガスを検出することが記載される。
【０００５】
しかしながら、化学センサーの検出対象をケトン分子などの特定の置換基を持つＶＯＣｓとする高感度な感応材料は見出されていないのが現状である。病気にかかると呼気に含まれるＶＯＣｓの種類や濃度が変化すること、癌患者からケトン誘導体が放出されていることが知られており、ケトン分子などの特定の置換基を持つＶＯＣｓを選択的に吸着する感応材料が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１０８８１８号公報
【特許文献２】特開２００４−３７４３０号公報
【特許文献３】特開平７−４３２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、ケトン分子などの特定の置換基を持つＶＯＣｓを選択的に吸着しうる新規なカリックスレゾルシンアレン系複合材料を提供することを目的とする。また、カリックスレゾルシンアレン系複合材料を用いたセンサー素子、センサーをも提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的のもと、本発明者等は、カリックスレゾルシンアレンを基本骨格としてケトン分子を吸着する側鎖を導入し、さらにポリジメチルシロキサンと複合化させることでカリックスレゾルシンアレンの分子配列を制御することにより、ケトン分子を選択的に吸着しうることを見出した。
【０００９】
すなわち本発明は、[化１]で表わされることを特徴とするカリックスレゾルシンアレン系複合材料である。
【００１０】
【化１】
2010217022.tif 000003
【００１１】
[化１]において、ＲはＣ2〜12から選択される直鎖アルキル基を表す。ｎは１〜５００から選択される整数を表す。
【００１２】
また本発明は、基板の上に感応膜が形成されてなるセンサー素子であって、感応膜が、下記[化２]で表わされるカリックスレゾルシンアレン系複合材料からなることを特徴とするセンサー素子である。
【００１３】
【化２】
2010217022.tif 000004
【００１４】
[化２]において、ＲはＣ２〜１２から選択される直鎖アルキル基を表す。ｎは１〜５００から選択される整数を表す。
本発明のセンサー素子においては、基板が、金からなる、またはＳｉ系材料の表面に金薄膜を形成したものからなることが好ましい。
【００１５】
さらに本発明は、基板の上に[化３]で表わされるカリックスレゾルシンアレン系複合材料からなる感応膜が形成されてなるセンサー素子と、感応膜によりターゲット物質を吸着し、吸着したターゲット物質によるセンサー素子の物理的な変化を検出する検出手段と、を有することを特徴とするセンサーである。
【００１６】
【化３】
2010217022.tif 000005
【００１７】
[化３]において、ＲはＣ２〜１２から選択される直鎖アルキル基を表す。ｎは１〜５００から選択される整数を表す。
本発明のセンサーにおいては、検出手段が、吸着されたターゲット物質による質量変化を振動型質量検出センサーの周波数変化として検出する検出手段であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明カリックスレゾルシンアレン系複合材料は、ケトン分子など特定の置換基を持つＶＯＣｓに選択性を有する感応材料である。また、本発明カリックスレゾルシンアレン系複合材料を用いたセンサー素子およびセンサーは、ケトン分子など特定の置換基を持つＶＯＣｓの検出が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）センサー素子を構成する基板の斜視図、（ｂ）基板上に感応膜を形成したセンサー素子の斜視図である。
【図２】ＱＣＭセンサーの模式図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は[化４]のカリックスレゾルシンアレン系複合材料の合成方法を説明するための図である。
【図４】アセトンを５００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍの範囲で、１００ｐｐｍずつ増加させて導入した場合の周波数変化を表わす図である。
【図５】オクタンを５００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍの範囲で、１００ｐｐｍずつ増加させて導入した場合の周波数変化を表わす図である。
【図６】アセトン、エタノール、トルエン、オクタンを各１０００ｐｐｍずつ導入した場合の周波数変化を表わす図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明をより詳細に説明する。
＜カリックスレゾルシンアレン系複合材料＞
本発明のカリックスレゾルシンアレン系複合材料は、［化１］[化２]［化３］で表わされることを特徴とし、ケトン分子に対する選択性を有する。この理由について、本発明者等は次のように推察している。カリックスレゾルシンアレンは、カプセル型分子構造を有するため、分子認識材料として用いることができる。このカリックスレゾルシンアレンにアミド基を導入することで、ケトン分子に対する選択性が付与されている。しかしながらカリックスレゾルシンアレン分子のみで感応膜を形成すると分子内または分子間での結合によりケトン分子の吸着が阻害される。これを阻止するため、ポリジメチルシロキサンと複合化することで網状構造が形成され、カリックスレゾルシンアレン系複合材料の内部にターゲット物質が入り込みやすくなると考えている。
【００２１】
本発明のカリックスレゾルシンアレン系複合材料は、選択的にターゲット物質を吸着することが可能であるため、化学センサーの分子認識膜として用いることができる。
なお、本発明において、ターゲット物質とは、検出対象のガス成分を意味し、少なくともケトン分子を検出対象とすることができるが、それ以外のＶＯＣsを検出対象としてもよい。ターゲット物質の吸着とは、カリックスレゾルシンアレン系複合材料へのターゲット物質の物理的、化学的な吸着を意味する。また、ケトン分子はケトン基を有する有機化合物である。
【００２２】
本発明のカリックスレゾルシンアレン系複合材料のＲ、ｎについて説明する。
Ｒは、Ｃ2〜12（炭素数２以上１２以下）から選択される直鎖アルキル基である。直鎖アルキル基の長さを変えることで、分子の溶解性、炭化水素などのＶＯＣｓガスに対する選択性を制御することができる。
ｎは、ポリジメチルシロキサンの重合度である。重合度を変えることによって高分子の運動性（固さ）を変化させてＶＯＣｓガスの拡散を制御するので、所望の運動性に適合した重合度とすることができるが、重合度ｎは１〜５００から選択されることが好ましい。
本発明者等が合成したカリックスレゾルシンアレン系複合材料の一例として、ＲがＣ１１のカリックスレゾルシンアレン系複合材料の合成方法を後述の実施例で説明する。
【００２３】
＜センサー素子＞
本発明のセンサー素子は、基板の上に感応膜が形成されてなるセンサー素子であって、感応膜が、[化２]で表わされる繰り返し単位を含有するカリックスレゾルシンアレン系複合材料からなることを特徴とするセンサー素子である。
基板は、金からなる、またはＳｉ系材料の表面に金（Ａｕ）薄膜を形成した基板が好ましい。Ｓｉ系材料の表面に金薄膜を形成した基板は、水晶振動子等の振動型質量検出センサーの電極として用いることができる。
【００２４】
センサー素子の構成を図１（ａ）（ｂ）を用いて説明する。図１（ａ）に、センサー素子を構成する基板２の斜視図を示す。図１（ｂ）に、感応膜３を形成したセンサー素子１の斜視図を示す。
【００２５】
図１（ａ）に示すように、基板２は、基板２の中央部に金電極４が形成され、金電極４と接続される金電極端子部４ａにより、外部から通電可能である。基板２としては、水晶素板サイズφ８．７ｍｍ、金電極１４の径φ５．０ｍｍの水晶振動子（（株）多摩デバイス製）などを用いることができる。
図１（ｂ）に示すように、センサー素子１は、図１（ａ）に示す金電極４上に感応膜３が形成された構成である。
【００２６】
本発明センサー素子の感応膜は次の方法で作製することができる。カリックスレゾルシンアレン誘導体とポリジメチルシロキサンとをキシレンに溶かして混合液を作成し、Ｐｔ触媒を加えて攪拌した後、基板の上に混合液をスピンコートし、キシレンを乾燥させることにより、カリックスレゾルシンアレン誘導体とポリジメチルシロキサンとが結合したカリックスレゾルシンアレン系複合材料からなる感応膜が得られる。
【００２７】
＜センサー＞
本発明のカリックスレゾルシンアレン系複合材料およびこれを用いたセンサー素子は、電気的検出、光学的検出、化学的検出、電気化学的検出等の検出手段を有するセンサーに好適である。
【００２８】
本発明のセンサー素子をセンサーに適用する場合、振動型質量検出センサーを用いて、ターゲット物質の吸脱着による質量変化を周波数変化として検出することが好ましい。振動型質量検出センサー上の電極を基板として本発明のカリックスレゾルシンアレン系複合材料を配設することにより、高感度なセンサーとなる。振動型質量検出センサーとしては水晶振動子を用いたものが好ましい。またＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いた小型振動子を用いた振動型質量検出センサーを用いることもできる。この場合、ＱＣＭに比較して、集積化や回路との集積が容易である。
【００２９】
例えば、水晶振動子微量天秤（ＱＣＭ）では、水晶発振子の表面に物質が吸着すると、以下のＳａｕｅｒｂｒｅｙ式（１）に従い、吸着した物質の質量に比例して、水晶発振子の基本振動数が変化する。ここで、Δｆは、周波数変化（Ｈｚ）、Ｆ０は共鳴周波数（９ＭＨｚ）、Δｍは重量変化、Ａは電極面積、ρｑは水晶の密度、μｑはＡＴ−ｃｕｔ水晶の剛性率である。後述の実施例においては、Ａが０．１９６３ｃｍ２、ρｑが２．６４８ｇ／ｃｍ3、μｑが２．９４７×１０11ｇＨｚ2／ｃｍの条件で測定を行った。
【００３０】
【数１】
2010217022.tif 000006
【００３１】
図２は、センサーの構成を説明するための図である。
図２に示すように、センサー２０は、振動を発する発振器２３と、発振器２３の上に端子２４を介して載置されるセンサー素子１とが、チャンバー２２内に設置されている。センサー素子１は、質量変化に伴い周波数が変化する。チャンバー２２は、ＶＯＣなどのガスを導入するガス導入バルブ２７と窒素導入バルブ３０と排気バルブ２８とを備え、チャンバー２２内を所望の雰囲気に制御することができる。ガス導入バルブ２７にはヒーター２９が設けられ、チャンバー２２内に導入するガスを必要に応じて加熱することができる。発振器２３は、チャンバー２２外の周波数検出カウンタ２５と接続され、周波数検出カウンタ２５は周波数変化検出部２６と接続される。
【００３２】
チャンバー２２内にガス導入バルブ２７を通してガスが導入されると、センサー素子１はガスを吸着して質量が変化する。質量変化に伴い周波数が変化するので、この周波数変化を周波数検出カウンタ２５によって計測し、周波数検出カウンタ２５に接続される周波数変化検出部２６により周波数変化を出力する。周波数検出カウンタ２５としては、Ａｇｉｌｅｎｔ５３１３１Ａユニバーサル周波数カウンタ等を用いることができる。周波数変化検出部２６としては、周波数変化等の物理的な変化を検出する検出手段、検出結果から吸着特性を求めてターゲット物質を認識する認識手段を機能として有するコンピュータ装置を用いる。
【００３３】
図２では、センサー素子１を４つ配置したセンサー２０を示したが、本発明のセンサーは、センサー素子を少なくとも１種配置することにより、センサーとしての機能を有する。また、センサー素子は検出の対象に合わせて複数配置してもよい。
【００３４】
本発明のセンサーの実施の形態の一例として、本発明のセンサー素子と、センサー素子の物理的な変化を検出する検出手段と、を備える構成とすることが好ましい。本発明のセンサー素子を少なくとも１種、好ましくは２種以上配設する。センサー素子は、感応膜を構成する有機物の選定により分子認識能が異なる。これは、有機物の選択性によるものである。検出対象があらかじめ決まっている場合には、本発明のセンサー素子を少なくとも１種有することで検出可能であるが、２種以上のセンサー素子を組み合わせることにより、それぞれのセンサー素子における分子認識能の違いから検出の精度を高めることが可能となる。
【００３５】
また本発明にかかるセンサーの他の実施の形態の一例として、本発明のセンサー素子と、センサー素子の物理的な変化を検出する検出手段と、検出結果から吸着特性を求めてターゲット物質を認識する認識手段と、を備える構成とすることが好ましい。複数の成分で構成されるにおいや呼気などを検出対象とする場合には、２種以上のセンサー素子を組み合わせ、それぞれのセンサー素子における分子認識能の違いから、においや呼気を構成する成分を検出する。分子認識能の違いから、においや呼気を構成する成分を検出するためには、振動型質量検出センサーの周波数変化の波形や、周波数変化量から算出される質量変化量などの吸着特性を求めて、構成成分に特有の特徴をとらえて認識を行う手法が有効である。この場合、本発明のカリックスレゾルシンアレン系複合材料を用いたセンサー素子とそれ以外のセンサー素子とを組み合わせてもよいし、分子認識能の異なる本発明カリックスレゾルシンアレン系複合材料を用いたセンサー素子を２種以上組み合わせてもよい。
【実施例１】
【００３６】
本発明のカリックスレゾルシンアレン系複合材料である[化４]を感応膜としたセンサー素子を作製し、図２に示すセンサーと同様の原理の装置で周波数変化を測定した。
【００３７】
【化４】
2010217022.tif 000007
【００３８】
図３（ａ）〜（ｄ）は、[化４]のカリックスレゾルシンアレン系複合材料の合成方法を説明するための図である。図３（ａ）〜（ｄ）の順に、以下、合成方法を説明する。
【００３９】
（ａ）２，８，１４，２０−テトラウンデシル−４，６，１０，１２，１６，１８，２２，２４−オクタエトキシカルボニルメトキシメチルレゾルシ[４]アレン（２，８，１４，２０−ｔｅｔｒａｕｎｄｅｃｙｌ−４，６，１０，１２，１６，１８，２２，２４−ｏｃｔａｅｔｈｏｘｙｃａｒｂｏｎｙｌｍｅｔｈｏｘｙｍｅｔｙｌｒｅｓｏｒｃ[４]ａｒｅｎｅ）の合成
【００４０】
耐圧ガラスチューブに、２，８，１４，２０−テトラウンデシル−４，６，１０，１２，１６，１８，２２，２４−オクタヒドロキシレゾルシ[４]アレン０．５０ｇ（４．５２×１０−４ｍｏｌ）とドライＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下ｄｒｙＤＭＦと記す、また図３においてｄｒｙＤＭＦと記す）５．０ｍｌを入れ、６０℃まで加熱して溶解させた。ここに、炭酸カリウム１．１３ｇ（８．１４×１０−４ｍｏｌ）をゆっくり加え、さらにブロモ酢酸エチル０．９２３ｍｌ（８．３２×１０−３ｍｏｌ）を添加し、８０℃で２０時間攪拌した。その後、室温に戻してからジエチルエーテルで抽出し、水で３回分液を行った。硫酸マグネシウムで脱水した後、溶媒を減圧除去した。その後シリカゲルクロマトグラフィー（酢酸エチル：ヘキサン＝２：３）を行った。さらに分取液体クロマトグラフィーで精製し、減圧濃縮で２，８，１４，２０−テトラウンデシル−４，６，１０，１２，１６，１８，２２，２４−オクタエトキシカルボニルメトキシメチルレゾルシ[４]アレンを得た。
【００４１】
（ｂ）２，８，１４，２０−テトラウンデシル−４，６，１０，１２，１６，１８，２２，２４−オクタカルボキシメチル化レゾルシ[４]アレン（２，８，１４，２０−ｔｅｔｒａｕｎｄｅｃｙｌ−４，６，１０，１２，１６，１８，２２，２４−ｏｃｔａｃａｒｂｏｘｙｍｅｔｈｌａｔｅｄｒｅｓｏｒｃ[４]ａｒｅｎｅ）の合成
【００４２】
（ａ）で得られた２，８，１４，２０−テトラウンデシル−４，６，１０，１２，１６，１８，２２，２４−オクタエトキシカルボニルメトキシメチルレゾルシ[４]アレン０．６ｇ（３．３４×１０−４ｍｏｌ）をエタノール４ｍｌに溶かし、水酸化カリウム／エタノール溶液（図３においてエタノールはＥｔＯＨと記す）０．２８ｇ／２．０ｍｌを加え、６０℃で２時間攪拌還流した。氷浴で冷やし反応を止め、水に溶解させた後、塩酸を加えて再沈させた。これをジエチルエーテルで抽出し、水で２回、塩酸酸性にしてさらに１回分液を行った。硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧濃縮して、２，８，１４，２０−テトラウンデシル−４，６，１０，１２，１６，１８，２２，２４−オクタカルボキシメチル化レゾルシ[４]アレンを得た。
【００４３】
（ｃ）２，８，１４，２０−テトラウンデシル−４，６，１０，１２，１６，１８，２２，２４−オクタ−Ｎ−アリル−２−ヒドロキシアセトアミドレゾルシ[４]アレン（２，８，１４，２０−ｔｅｔｒａｕｎｄｅｃｙｌ−４，６，１０，１２，１６，１８，２２，２４−ｏｃｔａ−Ｎ−ａｌｌｙｌ−２−ｈｙｄｒｏｘｙａｃｅｔａｍｉｄｉｃｒｅｓｏｒｃ[４]ａｒｅｎｅ）の合成
【００４４】
（ｂ）で得られた２，８，１４，２０−テトラウンデシル−４，６，１０，１２，１６，１８，２２，２４−オクタカルボキシメチル化レゾルシ[４]アレン０．５ｇ（３．１９×１０−４ｍｏｌ）をｄｒｙＤＭＦに溶解させ、カルボニルジイミダゾール０．８２６ｇ（５．１０×１０−３ｍｏｌ）のｄｒｙＤＭＦ５ｍｌに溶解させた溶液を加え１８時間室温で攪拌した。その後４５℃で３時間加熱し反応させた。反応後、室温まで戻し、自然濾過を行い、クロロホルム／水により３回分液を行った。硫酸マグネシウムで脱水した後、溶媒を減圧除去した。さらに分子篩カラムクロマトグラフィーで精製し、減圧濃縮して２，８，１４，２０−テトラウンデシル−４，６，１０，１２，１６，１８，２２，２４−オクタ−Ｎ−アリル−２−ヒドロキシアセトアミドレゾルシ[４]アレン（以下、カリックスレゾルシンアレン誘導体と記す）を得た。
【００４５】
（ｄ）カリックスレゾルシンアレン系複合膜の合成
（ｃ）で得られたカリックスレゾルシンアレン誘導体５．６ｍｇ（３×１０−６ｍｏｌ）とＨ末端ポリジメチルシロキサン（ｐｏｌｙ（ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ，ｈｙｄｒｉｄｅ  ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ））１５μｌ（２．４×１０−５ｍｏｌ）をキシレン３００μｌに溶かし、Ｎ２バブリングした後、白金（０）−１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン錯体溶液（ｐｌａｔｉｎｕｍ（０）−１，３−ｄｉｖｉｎｙｌ−１，１，３，３−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ  ｄｉｓｉｌｏｘａｎｅ  ｃｏｍｐｌｅｘ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）２１μｌを加えて攪拌し、室温で２時間放置した。その後、滴下量５μｌ、回転数４０００ｐｐｍで基板の上にスピンコートを行い、１００℃で２時間加熱した。さらにイソプロピルアルコールで洗浄し、再び１００℃で１時間加熱し、[化４]に示すカリックスレゾルシンアレン系複合材料を感応膜とするセンサー素子を得た。
なお、基板として、水晶素板サイズφ８．７ｍｍ、金電極径φ５．０ｍｍの水晶振動子（（株）多摩デバイス製）を用いた。
【００４６】
センサー素子を用いて、図２に示すセンサーのガス供給・排出の構成を一部変更したものの図２と同様の原理の装置で、常にガスフローの状態で周波数変化を測定した。はじめにセンサー素子を設置したチャンバー内を窒素雰囲気にした後、測定対象のガスを導入した。ガスの導入は数分間行い周波数変化を計測した。その後装置内のガスを排気し、窒素に置換することで周波数をベースラインに戻した。周波数変化は室温で計測した。
【００４７】
アセトンの導入と窒素の導入を繰り返して周波数変化を計測した。アセトンの導入量は、５００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍの範囲で、１００ｐｐｍずつ増加させた。アセトン導入による周波数変化を図４に示す。
オクタンの導入と窒素の導入を繰り返して周波数変化を計測した。オクタンの導入量は、５００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍの範囲で、１００ｐｐｍずつ増加させた。オクタン導入による周波数変化を図５に示す。
アセトン、エタノール、トルエン、オクタンをそれぞれ１０００ｐｐｍずつ導入した場合の周波数変化を図６に示す。
【００４８】
図４より、本発明のカリックスレゾルシンアレン系複合材料を用いたセンサー素子がケトン分子であるアセトンを吸着することが確認できた。
また、図４、図５より、アセトン、オクタンいずれのガスを導入した場合でも濃度増加に伴い周波数がほぼ一定の割合で変化することから、導入ガスを再現性よく吸着、脱離することがわかった。
図６より、一定量のガスを導入した場合であってもガス種毎に周波数変化量が異なることから、本発明のカリックスレゾルシンアレン系複合材料がガス種に対する選択性を有すること、ケトン分子以外のＶＯＣｓを認識するための感応膜としても有用であることが確認できた。
【００４９】
上記実施の形態では、Ｃ１１のカリックスレゾルシンアレン系複合材料を用いた。しかし、これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１…センサー素子、２…基板、３…感応膜、４…金電極、２０…センサー、２３…発信器、２４…端子、２５…周波数検出カウンタ、２６…周波数変化検出部
【図１】
2010217022.tif 000011
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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