世界初、60秒で液体の会合を測る分子分光装置の開発に成功!

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フェムトディプロイメンツ株式会社[代表取締役社長 渡部明](以下FDI)は、液体の会合状態※1や熟成具合を、約60秒で数値化する世界で初めての計測装置(コンセプトモデル)を発表し受注を開始しました。

背景

生活に欠かす事のできない水や液体製品は、10の24乗個という無数の分子が織りなす複雑な混合物です。その品質を真に把握し管理する事は、現在の分析では苦手とすることでした。

液体が「今どういう状態なのか」を迅速に知り共有する事は、これらのあらゆる場面に光を照らす事になります。FDIでは、液体を真に理解し、誰もが安全安心な製品を手にすることをミッションとします。これを実現する最高の手段として、私達は渡部メソッドを確立しました。

渡部メソッド※2で、飲料製品・化粧品・医薬品にはじまる各々の液状製品の検査に「新たな指標」をつくり、研究開発、生産管理、品質管理に大きな改革をもたらす事、日本初のこの技術がやがて世界の標準になると私達は信じています。

分子分光装置について

上記ミッションの一環としてFDIから飲料市場へ投入する本装置。本装置は渡部メソッドを活用する事で液体の状態を分光計測し、飲料の会合や熟成の数値化を実現しています。

本装置の特長

  • 分子間相互作用に強く反応するテラヘルツ電磁波による非破壊・瞬時性
  • セルレス液膜(空中に作り出した被検液体の均一な薄い膜)による安定した計測結果
  • ディスポカートリッジによるコンタミフリー計測
  • コンパクトデザイン&簡単操作
  • 計測データのクラウド分析

 

渡部メソッドとは

渡部メソッドは、基盤技術としてフェムト秒(千兆分の1秒)パルス光源を用いたテラヘルツ電磁波計測技術を採用しています。水はテラヘルツ波の吸収が大き過ぎ、水溶液も1ミリの厚みでもあると何も情報が得られません。透明な板に挟む計測セルなどで薄い液膜を作ると多重反射や板表面の汚染が測定を邪魔してしまいます。渡部方式ではディスポカートリッジで数十ミクロンという薄く均一な液体の膜を精密かつ再現良く生成し直接テラヘルツ波で計測します。これにより前処理等の手間がかからず、汚染の持ち越しのないピュアな計測データ取得を実現しました。フェムト秒という極めて短い時間の計測をつないだテラヘルツ波の観測により、ストロボ写真を取るように液体の短い寿命の会合状態の変化が反映されます。

これらの複合的な工夫の積み重ねにより、会合状態を分子レベルで非破壊に、そして60秒という瞬時で計測する事が可能となります。

従来の測定は分子集団全体の変化をまとめて測るマクロな測定と、分子やその内部構造を突き止めるミクロな測定に大別されますが、渡部方式で得られる世界は両者をつなぐ分子会合のありのままの複雑さの情報です。

得られるデータはあらゆる会合状態を内包しており、様々な職人の感性と関連するパラメータを与える事で、所定の目的に沿った会合状態の指標を数値化する事が可能となります。

渡部メソッド

販売目標

初年度の販売台数は3台を目標とし、東京オリンピック開催前の2019年度までに累計300台の販売を目指します。

価格

価格についてはお問い合わせください。(アカデミック版も準備中)

今後について

分光データベースの構築・整備に加え、飲料製造ラインに向けた会合モニタリング装置の開発を行ってまいります。さらに今期は、標準化が期待される分野への早期アプローチ展開。来期に向け、計測機製造権の提供並びに消耗品販売委託契約など様々な業界へ渡部メソッドの応用を提案してまいります。

※1     会合状態とは、共有結合(炭素-炭素結合に代表される共有結合)やイオン結合(食塩の塩化物イオン-ナトリウムイオンの結合に代表される)といった化学結合よりも弱いエネルギーで結ばれた分子間力によって形成される集合状態のこと。弱い結合とは静電相互作用や水素結合、ファンデルワールス力などであり、アルコール分子がペアになったニ量体のように長時間安定した形を取る場合もあれば、水のクラスタのように個々の部分はピコ秒(1兆分の1秒)以下の寿命で瞬間瞬間に壊れたり形成されたりしながら全体として「液体状態」を形成する場合もある。液体の性質の多くは分子会合の影響を大きく受けることが知られている。

これまでの分光測定は光子エネルギーの大きい光を使った「強い結合」を測るものであり、分子の会合状態に対しては間接的にしか見ることができなかった。「弱い結合」を直接壊さずに見るためにはテラヘルツ電磁波が必要になる。