JP4423404B2 - 化学センサ部材 - Google Patents
化学センサ部材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4423404B2 JP4423404B2 JP2007006452A JP2007006452A JP4423404B2 JP 4423404 B2 JP4423404 B2 JP 4423404B2 JP 2007006452 A JP2007006452 A JP 2007006452A JP 2007006452 A JP2007006452 A JP 2007006452A JP 4423404 B2 JP4423404 B2 JP 4423404B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- thin film
- chemical sensor
- sensor
- sensor member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Description
本発明は、エレクトロデバイス材料として使用しうる高品質の導電性薄膜を簡便なプロセスで製造することを可能とする新規導電性高分子薄膜の製造方法により作製される、特に、当該技術分野で実用化が強く求められている、シックハウス症候群の原因物質のVOCガスに対する選択的、かつ高感度な応答特性を有する高性能VOCガスセンサ等の化学センサ部材を提供するものである。
本発明は、溶媒を用いないドライプロセスにより、高い導電性を有する高品質・高安定性の導電性ポリピロール薄膜を効率よく製造する方法により作製される導電性ポリピロール薄膜を構成要素として含む、VOCガスに対する選択的・かつ高感度な応答特性を有するVOCガスセンサ等の化学センサ部材を提供することを目的とするものである。
(1)ピロールをプラズマ重合したピロール重合高分子薄膜に、アルキルベンゼンスルホン酸からなるドーパントを導入した導電性高分子薄膜を基材に形成した構成を有し、VOCガスに対して電気抵抗値が低下する応答特性を示し、かつVOCガスの中でアルデヒド類に対して選択的な応答特性を有する化学センサ部材であって、
前記ドーパントが、加熱時に分解せず沸点を有するアルキルベンゼンスルホン酸であることを特徴とする化学センサ部材。
(2)前記ドーパントが、低級アルキルベンゼンスルホン酸であることを特徴とする前記(1)記載の化学センサ部材。
(3)室温、空気中での導電率が10−6Scm−1以上であることを特徴とする前記(1)記載の化学センサ部材。
(4)導電性高分子薄膜の膜厚が、0.1〜5μmであることを特徴とする前記(1)記載の化学センサ部材。
(5)センサが、VOCガスセンサであることを特徴とする前記(1)から(4)のいずれかに記載の化学センサ部材。
本発明では、上述のように、重合膜中にドーパントを導入して導電性高分子薄膜を製造する方法において、ピロールをプラズマ重合することにより作製した高分子薄膜に、真空雰囲気下でアルキルベンゼンスルホン酸からなるドーパントを導入することにより導電性高分子薄膜を製造する。本発明において、導電性高分子薄膜を製造するに当たっての原料モノマーとしては、ピロールが用いられる。これは、複素五員環化合物であり、化学式C4NH5で表される。
(1)本発明で作製される電気伝導性高分子薄膜は、緻密で、かつ膜厚の均一性に優れた高分子薄膜である。
(2)得られる高分子薄膜は、適切にドーピングされており、その高い電気伝導度により、エレクトロニクスデバイス材料として利用することができる。
(3)特に、本発明の方法により得られる電気伝導性高分子薄膜は、ドライプロセスにより簡便に製造できるので、集積化が可能となり、化学センサとして、各種の用途に好適に用いることができる。
(4)上記導電性高分子薄膜を構成要素として含む、VOCガスセンサ等の化学センサ部材を提供することができる。
13.56MHzの高周波を用いる誘導結合方式のプラズマ処理装置を使用して、真空排気した上部の直径9cm、下部の直径21cm、高さ35cmの反応容器内に、精密バルブを通して、窒素ガスをキャリヤガスとして、ピロール蒸気を供給した。基板としては、室温に冷却したパイレックス(登録商標)ガラスを用いた。そこに、放電出力110Wでプラズマを発生させ、2時間反応を行った。その結果、膜厚1μmの重合膜が得られた。
これを、内径12mmのH型のパイレックス(登録商標)ガラス管中にエチルベンゼンスルホン酸と共に真空封入した。この際、重合膜とエチルベンゼンスルホン酸は、直接接触しないように、H型ガラス管の両サイドに別々に入れ、それぞれの上部を封管した。これを、電気炉中で、150℃、24時間熱処理した。この熱処理では、昇温速度は2℃/分、保持温度は150℃、処理時間(保持時間)は24時間とした。処理後、過剰なエチルベンゼンスルホン酸を取り除くため、重合膜をアセトンで洗浄し、空気中、70℃、30分間乾燥した。得られた高分子膜の室温、空気中での電気伝導度は、4.8×10−4Scm−1であり、従来、報告されているヨウ素をドーピングした薄膜と比べて、実に、約10000倍程度の高い導電性を示した。
得られた導電性ポリピロール膜の表面に、検出電極として、金薄膜櫛形電極をスパッタリング法により形成し、センサ素子とした。このセンサ素子の水素、一酸化炭素、二酸化炭素、及びメタンガスに対するセンサ特性を、各ガスに曝した時の電気抵抗値の変化で評価した。用いたガスの濃度は、すべて3%(空気希釈)とし、測定温度は、室温及び100℃とした。測定は、清浄空気(1分)、サンプルガス(3分)、清浄空気(16分)を順次流して、これらの合計20分を1サイクルとして行った。その結果、導電性ポリピロールセンサは、これらのガスに対して応答しなかった。一方、アセトアルデヒドに対する当該センサの抵抗値の変化を図2に示す。
Claims (5)
- ピロールをプラズマ重合したピロール重合高分子薄膜に、アルキルベンゼンスルホン酸からなるドーパントを導入した導電性高分子薄膜を基材に形成した構成を有し、VOCガスに対して電気抵抗値が低下する応答特性を示し、かつVOCガスの中でアルデヒド類に対して選択的な応答特性を有する化学センサ部材であって、
前記ドーパントが、加熱時に分解せず沸点を有するアルキルベンゼンスルホン酸であることを特徴とする化学センサ部材。 - 前記ドーパントが、低級アルキルベンゼンスルホン酸であることを特徴とする請求項1記載の化学センサ部材。
- 室温、空気中での導電率が10−6Scm−1以上であることを特徴とする請求項1記載の化学センサ部材。
- 導電性高分子薄膜の膜厚が、0.1〜5μmであることを特徴とする請求項1記載の化学センサ部材。
- センサが、VOCガスセンサであることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の化学センサ部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007006452A JP4423404B2 (ja) | 2003-01-17 | 2007-01-15 | 化学センサ部材 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003009120 | 2003-01-17 | ||
JP2007006452A JP4423404B2 (ja) | 2003-01-17 | 2007-01-15 | 化学センサ部材 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003147334A Division JP4048276B2 (ja) | 2003-01-17 | 2003-05-26 | 導電性ポリピロール薄膜及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007183282A JP2007183282A (ja) | 2007-07-19 |
JP4423404B2 true JP4423404B2 (ja) | 2010-03-03 |
Family
ID=38339475
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007006452A Expired - Fee Related JP4423404B2 (ja) | 2003-01-17 | 2007-01-15 | 化学センサ部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4423404B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013031455A1 (ja) * | 2011-08-26 | 2013-03-07 | 富士フイルム株式会社 | 硬化膜の製造方法、膜、及びプラズマ開始重合性組成物 |
JP7374806B2 (ja) * | 2019-03-29 | 2023-11-07 | 住友化学株式会社 | 温度センサ素子 |
-
2007
- 2007-01-15 JP JP2007006452A patent/JP4423404B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007183282A (ja) | 2007-07-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kalita et al. | Vapor phase sensing of ammonia at the sub-ppm level using a perylene diimide thin film device | |
Kimura et al. | Sensing of vaporous organic compounds by TiO2 porous films covered with polythiophene layers | |
Verma et al. | Role of novel microstructure of polyaniline-CSA thin film in ammonia sensing at room temperature | |
Carquigny et al. | Ammonia gas sensor based on electrosynthesized polypyrrole films | |
Mangu et al. | MWCNT–polymer composites as highly sensitive and selective room temperature gas sensors | |
Dhibar et al. | A supramolecular Cd (II)-metallogel: an efficient semiconductive electronic device | |
EP1457772B1 (en) | Gas sensor comprising a resistance dependent organic-inorganic intercalated hybrid material and manufacturing method of said sensor | |
Yoo et al. | N-type organic thermoelectric materials based on polyaniline doped with the aprotic ionic liquid 1-ethyl-3-methylimidazolium ethyl sulfate | |
Cho et al. | Multiwall carbon nanotube gas sensor fabricated using thermomechanical structure | |
Wang et al. | High efficiency organosilicon-containing polymer sensors for the detection of trinitrotoluene and dinitrotoluene | |
Duan et al. | Highly efficient mixed conduction in n‐type fused small molecule semiconductors | |
Biglova et al. | Preparation and investigation of soluble functionalized polyanilines | |
Andriianova et al. | The structural factors affecting the sensory properties of polyaniline derivatives | |
Bissell et al. | The influence of non-specific molecular partitioning of analytes on the electrical responses of conducting organic polymer gas sensors | |
Ngai et al. | A Highly Stable Diketopyrrolopyrrole (DPP) Polymer for Chemiresistive Sensors | |
JP4423404B2 (ja) | 化学センサ部材 | |
Li et al. | Multilayer-structured poly-vanadium Acid/polyaniline composite: synthesis and properties for humidity sensing | |
JP4048276B2 (ja) | 導電性ポリピロール薄膜及びその製造方法 | |
KR101577210B1 (ko) | 가스감응물질, 가스센서 및 그 제조방법 | |
JP4899230B2 (ja) | ガスセンサ材料、その製造方法及びガスセンサ | |
Memarzadeh et al. | Carbon monoxide sensor based on a B2HDDT-doped PEDOT: PSS layer | |
JP2009097905A (ja) | センサおよびその製造方法 | |
Neubig et al. | Random vs. alternating donor-acceptor copolymers: A comparative study of absorption and field effect mobility | |
Waite et al. | Interactions of ammonia and oxygen with the surfaces of chlorogallium phthalocyanine thin films: microcircuit photoconductivity and quartz-crystal microgravimetry studies | |
KR102545620B1 (ko) | 클릭반응을 이용한 cnt 필름, 이를 이용한 cnt 기반 수소 가스 센서 및 이의 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090525 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090724 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091027 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091109 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4423404 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121218 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121218 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121218 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121218 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131218 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131218 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131218 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131218 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |