好奇心は常に発明の母である。なぜ、そしてどのようにしてアイデアが存在するのか、その背景を知ることである。そして好奇心を満たすために、人は古来より分析と統合の連続的なサイクルを辿ってきた。物事を分割する。それらを批判的に分析し、再定義し、最後に壊れた部分をつなぎ合わせ、そこから新しい何かを再発明するという行為は、常に彼らの心と体を魅了してきた。しかし、これらの分析は、物理的な方法と化学的な方法という2つの異なる方法で行われることがほとんどである。物理的分析が元素のマクロな特性について語るのに対し、化学的分析はミクロなレベルまで踏み込む。
一般的に化学分析では、化学組成、分圧、濃度、イオンの有無など、物質の化学的な情報を調べる傾向がある。化学反応が起きると化学情報が生成されるが、それを研究し、批判的に精査するのは容易ではない。そこで登場するのが化学センサーだ。化学センサーは化学変換器とも呼ばれ、基本的には物質の化学情報を分析研究のための電気情報に変換する能力を持つ装置である。検査される物質は被分析物と呼ばれ、実施される研究は分析者が物質の使用に関して重要な決定を下すのに役立ちます。
このブログでは、化学センサーの種類、さまざまな分野での用途、市場価値、そして現在と将来が世界に与える影響について詳しく説明します。
化学センサー業界の革新
ナノテクノロジーの出現により、化学センサーの性能レベルは新たな高みに達している。2019年のナノテクノロジーの世界市場は総額11億6,590万米ドルで、2027年まで年平均成長率10.50％で成長すると推定されている。それ以来、ナノテクノロジーの進歩は、医療から防衛、サイバーセキュリティに至るまで、ほぼすべての産業に影響を与えている。さらに、ナノチューブやナノワイヤのコンパクトなサイズのおかげで、現在ではさまざまな化合物に含まれる化学蒸気のわずかな断片でさえ検出することができる。そのため、ナノテクノロジーによる化学センサーは工業プラントで使用されており、主な用途は空港のセキュリティである。
また、技術革新により、将来的には携帯可能なワイヤレス化学センサーの製造が加速されると推測されている。ワイヤレス通信技術と化学センサーの進歩により、スマートフォンで制御するワイヤレスセンサーが登場している。スマートフォン・ベースの電気化学センサーは水質分析に使われ、カスタム設計されたグルコメーター・ソフトウェアはそのアプリケーションのユーザーの血糖値をモニターする。数え上げればきりがなく、ワイヤレス化学センサー技術が到達できるアプリケーションは筆舌に尽くしがたい。これとは別に、化学センサー業界における合併や買収も、世界中の市場拡大に革命をもたらしている。同社は、複雑化する化学環境に対応するため、研究者やメーカーに継続的な働きかけを行っている。各国の政府や産業界は、スマートで持続可能な開発を促進するため、技術革新に巨額の投資を行っている。同社は主に、高感度・高選択性、低コスト、カーボンフットプリントを実現するセンサーの設計に注力している。継続的な進歩に伴い、人工知能ベースの化学センシングも着実に市場に参入している。最近、AIベースの化学センサーが開発され、特定の物質内のさまざまな異なるガスを検出できるようになった。これはほんの始まりに過ぎない。まもなく、機械学習の適応可能なアルゴリズムにより、化学センサー市場は新たな高みを証明するかもしれない。
調査レポート全文はこちらからご覧いただけます：さまざまな産業における化学センサーの応用
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