pH応答性をチューニングしたカンチレバーによる電気化学反応界面のpHイメージング
【研究分野】複合材料・表界面工学
【研究キーワード】
材料加工・処理 / 水素イオン濃度 / 金属酸化物電極 / 水溶液腐食 / カンチレバー / ケルビン法 / 電気化学プロセス / 薄膜 / 電気化学反応 / フォースカーブ / マルチフィジックス
【研究成果の概要】
本研究は，金属の水溶液腐食など電気化学反応界面近傍のpHを測定する技術確立のために立案されたものである．特に，pH応答特性を有する金属／金属酸化物電極を利用し，電気化学反応界面のpH 測定を試みた．その結果，Sb／Sb酸化物電極を利用して鉄の模擬腐食系の表面pH測定に成功した．また，表面近傍のローカルなpH測定を目指し，スパッタリング法を利用して作製したW膜が準ネルンスト的なpH応答性を示し，AFM用のカンチレバーに均一に成膜できた．
【研究の社会的意義】
現在溶液内のpH計測では，複合ガラス電極，IS-FET素子，蛍光による測定があるが，センサの体積や色素の空間的広がりなどの理由で，空間分解能が低く，電極反応界面近傍のpHの測定には適用でが困難である．本研究では，金属／金属酸化物電極のpH応答特性を利用することで，金属腐食反応界面のpH測定に成功した．また，W膜がpH応答特性に優れること，原子間力顕微鏡のカンチレバーに成膜できることを示したことは，今後電気化学反応界面の極近傍のpH測定への応用が期待される．本研究はナノ電気化学分野に対する学術的貢献があるといえる．
【研究代表者】
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31
【配分額】3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)