Chemical Sensors
Vol. 41, No.1 (2025)

巻頭言

前会長の清水陽一先生より引継ぎ、この1月から化学センサ研究会の会長を務めさせていただくことになりました。過去の巻頭言（Vol. 39, No. 4）でも書かせていただきましたが、私の研究人生を通して常にお世話になった「化学センサ研究会」の会長を拝命いたしましたこと、とても光栄に感じるとともに、重責にあらためて身の引き締まる思いです。歴史ある「化学センサ研究会」の伝統を守りつつ、これからのさらなる発展に向けて微力を尽くしたいと思います。
　就任のご挨拶をさせていただくにあたりまして、これから化学センサの向かう未来について私なりに考えてみました。現在、持続可能な開発目標（SDGs）やカーボンニュートラルの達成に向けた様々な取組が世界で一体となって行われています。言うまでもなく、これらの取組において化学センサは、重要な役割を担うことが期待されます。大気汚染ガス、二酸化炭素やメタンなどの温室効果ガスの正確な濃度をモニタリングし、削減の進捗を監視することはもちろん、水素の漏洩検知や品質管理、エネルギー効率の向上や農業の持続可能性への貢献、健康な生活を送るための医療診断など、今後も多くの分野で化学センサはますます必要とされます。一方で、新しい需要に向けては、化学センサの開発にもいっそうの技術革新が必要になるでしょう。
　2024年のノーベル賞は、化学賞・物理学賞ともに人工知能（AI）に関連した技術に授与されました。化学センサの開発においても、得られた多様なデータの解析はもちろん、新しいセンサ材料や構造の設計にAIを活用することで、より高性能な化学センサの開発が促進されることが期待されます。一方で、AIは創造力に乏しく独自のアイデアを生み出すことは苦手だと言われています。その点人間は、過去のデータ・経験知にとらわれず、異分野・異業種の人たちとの交流を通じて知識の融合を行い、柔軟な思考で革新的な（ときには突飛とも思える）アイデアを創出できます。幸いにも本会は、産・官・学に所属する会員の方々でバランスよく構成されており、しかもお互いの顔と名前が一致するくらいの規模なので、円滑なコミュニケーションを通じて協力的な関係を築くのに適しています。今後は、これまで化学センサに無縁だった方々にも本会を知っていただき、参加していただくことで、化学センサ研究のさらなる活性化につなげられたらと考えています。
　さらに、国際連携を促進することの重要性も感じています。本会としては、これまでもIMCSやACCSを通じて積極的に国際会議にも参加し、国際的なリーダーシップを発揮してまいりました。昨年11月には、久しぶりの日本開催となる第15回アジア化学センサ国際会議（ACCS2024）が北九州において開催され、大成功のうちに終わることができました。これもひとえに、清水実行委員長を始めとして、実行委員の先生方、そして参加していただいた皆様方のお力の賜物と思います。私も実行委員の一人として大会運営に関わりましたが、あらためて海外研究者の開発動向の把握や連携の必要性を実感しました。今後は、化学センサ研究発表会のような国内学会でも、海外の研究者を招待しての国際交流を推進できたらと考えています。
　以上いろいろと述べてきましたが、私一人の力では到底成し得ないことばかりです。会員の皆様のご意見・ご要望を伺いながら、できることから少しずつより良い方向へ進めて行きたいと考えています。ご支援とご協力をお願い申し上げます。

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トピックス

The demand for monitoring marker gases in various applications has been increasing, leading to a growing need for gas sensors that can detect these marker gases quickly and efficiently. This demand is particularly pronounced with the recent identification of marker gases at ultra-low concentrations, which has further heightened the need for sensors capable of detecting gases at such low levels. Gas sensors generate signals through interactions between the gas molecules and the surface of the sensing material. Therefore, the surface structure of the material plays a crucial role in determining the sensing performance. This study introduces a tin oxide thin film with a nanosheet-type dendritic structure, which, due to its quasi-stable crystal facets and surface defects, demonstrates enhanced gas selectivity and superior sensor responsiveness compared to conventional sensors.

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In this article, the development of novel optical sensing platform based on photonic crystal was described. In sensor development, it is necessary to select the detection principle and transducer according to the molecular weight and type of the target molecules. On the other hand, the photonic crystal-based sensor enables to detect the target molecules due to the surrounding refractive index change. Hence, inducing the surrounding refractive index change by the specific reaction between target molecules and recognition elements, determination of target molecules can be realized. And using photonic crystal, we had succeeded in developing a novel optical sensing platform by changing recognition elements such as an antibody. Based on these features of photonic crystal, the novel optical sensing platform in chemical sensor application can be developed in the future.

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Owing to the material robustness, metal oxide semiconductor sensors have shown their great promise for long-term stable molecular sensing, which is essential for data science-based odor recognition. However, insufficient understanding of molecular behaviors on sensor surface and limited molecular discrimination ability in metal oxide based sensors had held back accurately collecting molecular information about odor. In this paper, we introduce our study on molecular behavior analysis on sensor surface using metal oxide nanowire arrays. Face-selectively grown metal oxide nanowire provides well-defined huge solid surface, serving as a platform for understanding and controlling surface molecular behaviors. The impact of the coordination structure and distribution of surface cations on the molecular sensing properties was demonstrated. We also propose a usage of nanowire arrays as molecular filtering device to assist molecular sensing.

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