台湾科技大学、台湾大学と共同でセンサーを開発 水質汚染を監視し殺菌も可能に

台湾科技大学は本日、林宗宏氏のチームが長年スマート生体材料と自己駆動型化学センサーの開発に取り組んできたこと、そして朱瑾氏のチームが金属ナノチューブアレイ構造と表面処理能力に注力してきたことを発表しました。両大学のチームが材料工学と生体センサーの研究における強みを統合することで、「汚染物質検出」と「水質処理」の両方の能力を備えた自給式水質監視システムが構築されました。

台湾科技大学のチームは、ニッケルとタングステンで構成される金属ナノチューブを核としています。水滴がナノチューブ表面を転がると、水滴とナノチューブ構造との接触・分離によって摩擦電が発生します。システムはこの電力を収集・変換してエネルギーとし、センサーと殺菌を駆動させます。この技術は、水滴の運動によって電力を生成するため、エネルギー消費を削減するだけでなく、水質監視に省エネ・低炭素の革新的なソリューションをもたらします。

さらに、研究チームが開発したセンサーは、異なる検出チップと組み合わせることで、クロム、鉛、水銀などの重金属イオンを検出できるだけでなく、大腸菌や黄色ブドウ球菌などの一般的な病原菌も識別できます。従来のセンサー技術と比較して、より迅速かつ高感度な監視能力を示しています。

技術を実際の応用により近づけるため、研究チームはセンサー、殺菌、監視プラットフォームの機能を統合した「ワイヤレスセンサーボトル」装置を開発しました。この装置に水サンプルを滴下するだけで、システムは汚染物質の検出を完了し、予備的な浄化処理を行います。データはIoTプラットフォームに送信され、スマートな水質監視ネットワークが構築されます。

研究チームによると、外部電源を必要としないこのポータブルシステムは、迅速な検出と初期処理を第一時間で提供でき、分散型水質監視やリアルタイム処理のシナリオ、例えば河川汚染、災害現場の水源検査、産業排水のリアルタイム抜き取り検査などに適しています。将来的には、防汚設計、表面保護技術、モジュール交換メカニズムを強化し、安定性と耐久性を向上させる予定です。（編集：呉素柔）1150407