触媒前駆体溶液のディップコートによるバイオ分析用CNTs 構造反応場の作製

摘要

近年SARS 等に代表される急性感染症が社会問題になっており，急性感染症の感染拡大を防ぐには，ウィルスや細菌の検出·分析を迅速に行う必要がある．μ-TAS やLab On a Chip などのマイクロ生化学分析チップを用いて効率的な分析が行われているが，反応速度や感度がまだ不十分である．そこで微小反応場に，3 次元構造体を付与することによる比表面積の増加に伴う反応の高速化，分析時間の短縮，省資源，廃棄物の低減が期待されている．高アスペクト比な構造や耐薬品性に優れたCarbon Nanotubes（以下CNTs）を構造体として応用することが考えられている．しかし，超疎水性で高密度な構造を有するCNTs を反応場として応用するのは難しく，構造制御を行う必要がある．先行研究では，成長後のCNTs を親水化することで反応場として扱えるようにした．CNTs 内部に溶液を浸透させ乾燥が起こる時に，CNT 同士が凝集することを利用し，構造制御を行った．しかし，凝集による構造制御では間隔の制御が難しく，間隔が不均一であり，最小間隔が2 μm 程度しか作製できないなどの課題がある．本研究では，CNTs が金属触媒粒子上に成長することを利用し，基板上での金属触媒粒子の分散を制御する事で，成長段階からCNTs の構造制御を行うことを目的とする．具体的には，調製した触媒前駆体溶液をディップコートにより基板に均一に塗布し，高温下で酸化·還元することで，基板上に分散された状態で金属触媒粒子を形成させる．金属触媒粒子を利用して化学気相成長法（Chemical Vapor Deposition : 以下CVD 法 ）によって垂直配向CNTs を成長させ，成長段階から構造制御を行うことを試みる．基板上での金属触媒粒子の分散性やCNTs の構造などに，ディップコート法の引き上げ速度が及ぼす影響を明確にする．