PM2.5や黄砂粒子を一つ一つ観察できる携帯型粒子捕集装置（応用篇）

2018年2月21日

工学院大学先進工学部応用物理学科坂本哲夫教授

PM2.5や黄砂など、大気微粒子を捕集する新しいサンプラーです。本装置を使えば、Siウエハ上に粒子が捕集でき、電子顕微鏡などで粒子を一つ一つ、明瞭に観察することができます。

【概要】
微粒子を平滑なSiウエハ上に捕集できるため、SEM画像を二値化・輪郭抽出することで、個々の粒子の大きさ・形状に関するパラメータを得ることができる。
それにより、個別粒子の観察だけではなく、多数粒子の統計情報を抽出することができる。

【アピールポイント】
アスペクト比、周囲長、フェレ径などの形状パラメータから、粒子を形状ごとに分類・カウントするソフトウェアを開発した。
多数粒子を解析にかけ、３つのタイプの粒子形状に分別した結果である。
Siウエハを走査しながら捕集するため、ウエハ上の場所による粒子の捕集にばらつきがなく、信頼性の高い統計情報が得られる。
同様の実験を従来型サンプリング方式（Agフィルター、ガラス繊維フィルター、ポリカーボネートフィルタ）で行ってみると、形状に関する情報は得られず、本捕集装置の特長が明らかになった。
サンプリング～SEM観察、統計処理まで数時間で可能であり、粒子の定点観測や場所による違いの測定も可能である。

【利用・用途応用分野】
● 大気化学分野： PM2.5や黄砂の形状観察・統計処理によるモニタリングや起源解析
● 工業分野：排ガス等の評価、発生源対策
● 精密加工分野：クリーンルーム大気中の微粒子評価、発生源解析

【関連情報】
知的財産権＝微細部位イメージング装置（特開2014-22344）、集束イオンビームを用いる微細部位解析装置（特許4785193）
●関連論文＝大塚紀一郎，江坂将，三浦祐哉，坂本哲夫, エアロゾル粒子の個別分析のための分散型インパクター捕集器の開発, 分析化学, 63(4) 317-322 (2014).
●関連 URL ＝工学院大学・応用物理学科・物質計測制御研究室 http://www.ns.kogakuin.ac.jp/~wwc1045/

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