Chemical Sensors
Vol. 31, No.2 (2015)

巻頭言

近年、米国の企業や学術機関が中心となって「毎年１兆個のセンサを活用する社会」が提唱され、そこからトリリオン(Trillion)・センサという言葉が生まれた。トリリオン・センサの最終目的は“Abundance（潤沢）な社会”、即ち現代社会が抱える自然災害や高齢化に伴う医療費の拡大、医療インフラ不足、環境問題、エネルギー問題など多岐に渡る諸問題を解決することにある。
　これらの社会ニーズを解決する手段として、その原因調査や分析を進めるために、“見える化”がキーワードとなる。まず、見える化をさせるには、根幹にある物や環境の状態の変化をとらえることが必要で、その手段・ツールがソーシャルデバイスを利用することで可能となる。このためには、約45 兆個のセンサが必要とされるが、その多くは技術的に実現の目途が立っていない。また、数兆個のセンサを世界に流通させるために、そのセンサに与えられるコストは、数セント／個のレベルまで下げる必要性も提唱されており、単機能のセンサを「使い捨てる」という、これまで全く考えられなかった発想の転換が求められている。例えば、化学センサを「使い捨てる」ことが出来れば、この適用先はこれまで創造できなかった分野へ進出可能であろう。
　社会ニーズの課題の情報源をソーシャルデバイスが収集し、それらが４つのミッションにより市場変革を生み出していく。その流れが、“はかる、つなぐ、ためる、見せる”のキーワードミッションであり、これを成しえるのが、ソーシャルデバイスの役割・機能である。具体的には、センサにて状態をとらえ、ネットワーク（主に無線）にてとらえた情報変化を伝搬し、クラウド・ストレージにて状態変化の情報を統計・見える化・分析し、サイネージ（電子看板）・ロボット・アクチュエーターにより、情報を見せることで人が動かし、モノを遠隔操作する。こんな市場ニーズの解決ツールであるソーシャルデバイスの存在と威力は非常に大きなものになりつつあり、その基点となるセンサは、“産業のマメ”と呼ばれている。
　この様なソーシャルデバイスの存在は、大きく社会の流れをかえる。同時にソーシャルデバイス自らも変化していかなくてはならないことも必要不可欠と言える。そして、センサのプラットフォームとなるMEMS技術は、現在、産業のマメである第１世代MEMS から、集積化・複合化・多機能化・超小型化を実現した第２世代MEMSへと、そして、環境・エネルギー・医療・福祉・安心安全にフォーカスした第３世代MEMSへ進化し続けており、新たなソーシャルデバイス（センサ）の技術は、MEMS技術、ナノテクノロジ、バイオテクノロジ等の異分野技術を融合させ、革新的次世代デバイスの基盤的プロセス技術を開発することにより、次なるイノベーションプラットフォームの確立に向けて産業構造を大きく変えようとしている。例えば、ガスセンサについてはMEMS技術やナノテクノロジの進展に伴って省電力型素子や超小型素子の開発に成功している。
　このような状況のなか「化学センサ研究会」が担う期待や使命は益々膨らんできており、異分野技術との融合や新しいビジネスモデルという意味においても、あらゆる業界からの本会への参加を促しながらシーズやニーズの情報交換を行い、結果として新しい市場を創出させていきたいと考えています。
　その実現に向け、微力では御座いますが、本会の発展に向けて精一杯努力して参りますので、宜しくお願い申し上げます。

To Japanese Contents　／　To English Contents

トピックス

Our recent developments of the fiber-optic hydrogen gas sensors based on evanescent-wave absorption and Bragg wavelength shift are mainly introduced. A platinum-loaded tungsten trioxide (Pt/WO₃) thin film as hydrogen sensitive material for the evanescent-wave type sensor was successfully immobilized on periphery of optical fiber core by sol-gel method. The sensor could respond to hydrogen gas and the reproducibility was good. A multipoint sensing and distributed sensing performance using optical time domain reflectometry were demonstrated. Secondary, fiber-Bragg grating (FBG) hydrogen gas sensor based on catalytic-heat on platinum-loaded silica (Pt/SiO₂) thick film is described. The sensor device where the Pt/SiO₂ film was immobilized on the periphery of the FBG portion exhibited rapid response. Furthermore, other hydrogen　sensing devices which exploited considerable change in the electrical property of Pt/WO₃ are briefly　introduced. Unique sensor devices applicable to distributed monitoring of hydrogen leakage from equipment　related to hydrogen energy system could be realized.

To Japanese Contents　／　To English Contents

Electrical and electrochemical sensing systems have been employed in biosensors due to the ease of integration of electrodes and control circuits on the miniaturized devices.　In contrast, usage of photosensing systems developed with advanced optical components (e.g., condensing lenses and optical filters) has been hampered duet to the difficulties in miniaturization and cost-cutting. However, recently, those limitations are going to be overcome owing to the diffusion of digital cameras and cell phone, in which two dimensional (2D) photosensors are equipped as imaging devices. Consequently, novel biosensors using 2D photosensors with microfabrication and microfluidic technologies are emerging. Those sensors are free from bulky optical systems (e.g., objective lenses), instead, improve light condensing efficiency on the photosensors to complement low detection sensitivity. Those technologies can contribute to miniaturization of photosensing-based biosensors. In this article, biosensing technologies using 2D photosensors for single nucleotide polymorphism (SNP) detection based on DNA microarray and cell analysis are introduced.

To Japanese Contents　／　To English Contents