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市場調査レポート

化学的脅威・生物学的脅威・爆発物による脅威回避のためのナノ&高度センシング技術

Nano and Advanced Sensing Techniques for Combating Chemical, Biological and Explosive Threats

発行 Technology Transfer Centre 商品コード 317093
出版日 ページ情報 英文 74 Pages
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化学的脅威・生物学的脅威・爆発物による脅威回避のためのナノ&高度センシング技術 Nano and Advanced Sensing Techniques for Combating Chemical, Biological and Explosive Threats
出版日: 2014年10月21日 ページ情報: 英文 74 Pages
概要

化学的脅威、生物学的脅威、爆発物による脅威など、テロリストによるさまざまな脅威から人々を守り、安全を確保するため、感度および信頼性が高く、早期に脅威を検出できる技術が特に重要視されています。ナノテクノロジーは、多くの種類の脅威を検出できる有効なプラットフォームのすべての要件を満たす可能性を秘めています。

当レポートでは、さまざまな化学的・生物学的脅威、爆発物による脅威を検出するためのさまざまな技術について調査し、関連の記事、プレスリリース、特許、活用例、レビューなどの情報をまとめています。

  • イントロダクション
    • 化学的脅威・生物学的脅威・爆発物による脅威回避の主要推進因子
  • 電子鼻
    • 電子鼻センサー
    • プレスリリース:化学ガス兵器を検知するための電子的な「鼻」
    • プレスリリース:「電子鼻」のプロトタイプの開発
    • Cambridge CMOS Sensors (CCS)
    • The Biomedical Sensors Laboratory, Warwick University
  • 導電性ポリマー
    • 特許:高流量化学センサー
  • 化学電界効果トランジスター(FET)
    • 特許:塩素ガス感応FET
    • プレゼンテーション:化学的に機能させたカーボンナノチューブFETによる有機リン神経剤(サリンなど)のサブppmの検知のための革新的ガスセンサー
    • FETとポルフィリンLB膜のガスセンサー
    • 有毒ガス・危険ナノ粒子を感知する高感度で低コストのシリコンカーバイドガスセンサー
    • 多孔性白金・タングステン酸化物薄膜を利用して一酸化炭素ガスを検知する高感度MIS構造FETセンサー
    • ラベルフリー化学/生物学的センサーのためのカーボンナノ構造FET
    • レビュー:カーボンナノマテリアルFETバイオセンサー
  • 圧電センサー
    • レビュー:化学・生物学的検知のための圧電マイクロ電気化学共振センサー
    • 特許:電子化学・圧電計測のためのイオン性液体薄層センサー
  • SAW(表面弾性波)センサー
    • プロジェクト:有害ガスのスマート検出器
    • 化学兵器の検出のためのナンコンポジット塗装SAWセンサー
    • 容器内の危険物の検知システムおよび手法
    • 化学兵器の検出のための酸化物薄膜(ZnO・TeO2・SnO2・TiO2)SAW電子鼻
    • レビュー:生物分析分野のSAWセンサーの最近の動向と課題
    • SAWガスセンサー:有機リン化合物の検知
  • FPW(Flexural Plate Wave)センサー
    • FPWデバイス・磁気粒子を利用した検出・解析手法および装置
  • センサーアレイ
    • クロスレスポンシブセンサーアレイベースの可搬式組込み有害ガス検出デバイス
    • 化学兵器の検知・認識のためのセンサーアレイの開発
    • TATP(triacetone triperoxide )蒸気検出のための比色センサーアレイ
    • 気体・液体爆発物検知のためのマルチカラリメトリックセンサーアレイ
  • 光ファイバー/光センサー
    • 爆発物・毒性化学品の光検知のための分子・材料
    • 有毒物・生物学的脅威検知のための光ファイバーセンサー
  • カンチレバー
  • ケミレジスター
  • 化学静電容量センサー
  • 化学・生物学的脅威の検知の分光学的手法
  • ナノコンポジット対応センシング
  • 光バイオセンサー
  • テラヘルツ波技術
  • 原子核共鳴蛍光散乱(NRF:Nuclear Resonance Fluorescence)
  • 放射線検出装置
  • 爆発物検知の電気化学センサー
  • 質量ベースのセンサー
  • 光ファイバーセンサー
  • フォトルミネセンス検知
  • 分光学的手法
  • テラヘルツ検知
  • 表面増強ラマン散乱
  • 触媒化学発光(Cataluminescence)
  • バイオセンサー・ナノバイオセンサー
  • ナノセンサー
  • ナノワイヤー
  • マルチモーダルカーボンナノチューブセンシングプラットフォーム
  • その他
  • 付録
目次

In recent years, in the quest for ensuring the safety of populations against the potential use by terrorists of a wide range of chemical, biological and explosive threats has underlined the need for early, sensitive and reliable detection. This has led to research on new advanced sensing technologies that can offer protection of life and property.

Nanotechnology has the potential to satisfy all the requirements for an effective platform for the trace detection of many, if not all, of chemical, biological and explosive-based threats. The high sensitivity and selectivity of nanosensors can be utilised in detecting for example, biological threats like anthrax, plague, smallpox etc. They can also be used for detecting explosives and in the detection of toxic gas agents such as sarin.

In this report, over 30 technologies that can be deployed in sensing, and their wide-ranging applications, are described. For each technology, abstracts of relevant papers explaining their utilisation, patents, press releases and reviews are included, along with links to further information.

Table of Contents

  • Nanotechnology and Sensing Methodologies for Combating Chemical, Biological and Explosives Threats
  • Introduction
    • Key Drivers in Combatting Chemical, Biological and Explosives Threats
  • Electronic Noses
    • Electronic Nose Sensor
    • Press Release: Electronic 'noses' to detect chemical warfare gases
    • Press Release: Engineers develop 'electronic nose' prototype
    • Cambridge CMOS Sensors (CCS), Cambridge, UK
    • The Biomedical Sensors Laboratory, Warwick University
  • Conductive Polymers
    • Patent: High-flux chemical sensors
  • Chemical Field Effect Transistors
    • Patent: A chlorine gas sensitive field effect transistor
    • Presentation: Innovative gas sensors for sub-ppm detection of organophosphorus nerve agents (such as sarin) by chemically functionalized carbon nanotube field-effect transistors:
    • A gas sensor fabricated with field-effect transistors and Langmuir-Blodgett film of porphyrin.
    • Sensitive, low-cost silicon carbide-based gas sensors can detect toxic emissions and hazardous nanoparticulate matter in previously untenable environments.
    • Highly sensitive metal-insulator-semiconductor field-effect transistor sensors for detecting carbon monoxide gas using porous platinum and tungsten oxide thin films
    • Carbon nanostructure-based field-effect transistors for label-free chemical/biological sensors.
    • Review: Carbon nanomaterials field-effect-transistor-based biosensors.
  • Piezoelectric sensors
    • Review: Piezoelectric microelectromechanical resonant sensors for chemical and biological detection
    • Patent: Ionic liquid thin layer sensor for electrochemical and/or piezoelectric measurements
  • Surface Acoustic Wave Sensors
    • Project: Smart detector for toxic gases
    • Nanocomposite coated surface acoustic wave sensor for chemical warfare agent detection
    • System and method for detecting hazardous materials inside containers
    • Oxide thin films (ZnO, TeO2, SnO2, and TiO2) based surface acoustic wave (SAW) E-nose for the detection of chemical warfare agents
    • Review: Surface acoustic wave sensors in the bioanalytical field: Recent trends and challenges
    • A surface acoustic wave gas sensor: detection of organophosphorus compounds
  • Flexural Plate Wave Sensors
    • Method and apparatus for detection of analyte using a flexural plate wave device and magnetic particles
  • Sensor Arrays
    • A portable embedded toxic gas detection device based on a cross-responsive sensor array
    • The development of a sensor array for the detection and recognition of chemical warfare agents.
    • A colorimetric sensor array for detection of triacetone triperoxide vapor
    • Multi-colorimetric sensor array for detection of explosives in gas and liquid phase
  • Optical fibres / photonic sensors
    • Molecules and materials for the optical detection of explosives and toxic chemicals
    • Fiber optic sensors for the detection of toxic and biological threats
  • Cantilevers
    • Self-exciting, self-sensing piezoelectric cantilever sensor
    • Poster: Sensing of an explosive precursor with zeolite-modified cantilevers
    • Thesis: Cantilever array for chemical sensing: development of moisture-independent sensor with possible application in explosive detection
  • Chemiresistors
    • A Review: Carbon Nanotubes as Active Components for Gas Sensors
    • Summary of "On the Sensing Mechanism in Carbon Nanotube Chemiresistors."
  • Chemicapacitive sensors.
    • Chemicapacitive microsensors for volatile organic compound detection
  • Spectroscopic methods for chemical and biological threat agent detection
    • A review: Functionalized gold nanoparticle-supported sensory mechanisms applied in detection of chemical and biological threat agents.
    • Laser spectroscopy for the detection of chemical, biological and explosive threats
    • Active Metamaterial Based Terahertz Polarimetry for Spectroscopic Detection of Chemical and Biological Hazards.
  • Nanocomposite enabled sensing
    • Gas Semiconducting Sensors Based on Metal Oxide Nanocomposites
  • Optical biosensors
    • Review: Nanomaterial-based biosensors for environmental and biological monitoring of organophosphorus pesticides and nerve agents
    • Paper: Nanoparticle-based optical biosensors for the direct detection of organophosphate chemical warfare agents and pesticides
  • Terahertz wave technology.
    • Press Release: Remote sensing to help detect hidden explosives
  • Nuclear Resonance Fluorescence (NRF)
    • Nuclear resonance fluorescence and effective Z determination applied to detection and imaging of special nuclear material, explosives, toxic substances and contraband
  • Radiation Detection Systems
    • Centronic and Radiation Detection
  • Electrochemical Sensors in Explosives Detection
    • Patent: Explosives detection sensor
    • Patent: Electrochemical method and sensor for the detection of traces of explosives.
    • Explosive detection techniques with the polymer sensors, metal oxide sensors and Quartz Crystal Microbalance (QCM) sensors
  • Mass Based Sensors.
  • Fibre Optic Based Sensors.
    • Press Release: Fiber-based sensor spots traces of explosives
  • Photoluminescence-Based Detection.
    • Article: Research shines light on explosives detection
    • Patent: Method for detecting trace explosives using photoluminescence
  • Spectroscopic Methods.
    • Review: Laser-induced breakdown spectroscopy for detection of explosives residues: a review of recent advances, challenges, and future prospects
  • Terahertz Detection.
    • Review: Terahertz spectroscopy techniques for explosives detection
    • Press Release: Terahertz waves for explosives detection
    • Company: Teraview Ltd
  • Surface-enhanced Raman Scattering
    • Detection of explosives based on surface enhanced Raman spectroscopy
  • Cataluminescence
    • Sensor based on extracting multidimensional cataluminescence signals for identifying toxic gas
  • Biosensors, Nanobiosensors
    • Review: Sensors for detecting biological agents
  • Nanosensors
    • Nanoelectronic Device for Detecting Toxic Gases and Explosives
  • Nanowires
    • Nanowire Biosensors for Label-Free, Real-Time, Ultrasensitive Protein Detection.
  • Multimodal carbon nanotube sensing platforms
    • Review: Latest advances in modified/functionalized carbon nanotube-based gas sensors
  • Miscellaneous
    • Functionalized particles for composite sensors
    • Review: Nanomaterial-based electrochemical detection of explosives: a review of recent developments
  • Appendix 1 : Nanotechnology sensors for the detection of trace explosives
  • Additional Reading
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