CES 2023：世界最小のガスクロマトグラフ！
petit chromatographe en phase gazeuse!
Der kleinste Gaschromatograph!
Smallest Gas Chromatograph!
世界上最小的氣相色譜儀！
ー世界最小のガス分析装置Sylphー
ー「ドローンの鼻」を目指すー
Ball Wave：
「CES 2023」に世界最小のガスクロマトグラフSylph（シルフ)を出展した（図1）
1/20のサイズを実現：
現在、ガス分析に使われている装置は、小型冷蔵庫ほどのサイズだ。
それと比較して1/20のサイズを実現した。
消費電力も、1/20に削減した。
検出感度は従来装置と同等レベルを確保した。
Sylphの寸法：
幅133mm×高さ88mm×奥行174mm、重さは1.9kg。
Sylphの価格：
PCやキャリアガスも含めて、400万円程度としている。
CES 2023でのデモ：
VOCの検出：
宅内などに持ち込んで、揮発性有機化合物（VOC）を検出する。高所のガス分析：
ドローンなどのロボットの「鼻」として、高所のガス分析をする。Sylphは、「計測したい場所に装置を持ち運び分析する能力」を持つ。
Sylphのコア技術：
「球状のボールSAW（表面弾性波）センサー」を軸とした、センサープラットフォームにある。
「従来の平面型のSAWセンサー」では、
感度及び応答速度が不十分で実用化が難しかった。
東北大学大学院工学研究科
材料システム工学山中一司教授が1999年に、ある現象を発見した。
- 球体の表面に、特定の幅で表面弾性波が発生する場合、
- その波は回折しないで直進し、球体の赤道周辺を多重周回する。
ボール型センサーは高感度：
例えば表面弾性波が球体を100周回ると、
ガス分子を吸着した感応膜の変化が、「周回ごとに積算され100倍」になる。
そのためボール型は、平面型に比べてはるかに高感度になる。
Sylphの有機薄膜：
ーSylphに搭載しているボールSAWセンサー
- 直径は、3.3mm。
- 素材は水晶単結晶である。
- 感応膜をガスクロマトグラフィー用の有機薄膜にした。
基本部品を小型化：
「濃縮器」と「カラム」という基本部品を、
独自技術で、片手で持てるサイズにまで小型化した。
分析器に応用：
消費電力は約20Wで、バッテリー駆動が可能。
センサーに塗布する感応膜を変えることで、種々の分析器に応用できる。
日経クロステック（xTECH）
https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/02316/011100038/
CES 2023 : le plus petit chromatographe en phase gazeuse au monde !
-Le plus petit analyseur de gaz au monde Sylph-
-Visant un “nez de drone”-
Vague de balle :
A exposé le plus petit chromatographe en phase gazeuse au monde Sylph au “CES 2023” (Fig. 1)
Atteindre la taille 1/20 :
Les instruments actuellement utilisés pour l’analyse des gaz ont à peu près la taille d’un petit réfrigérateur.
Par rapport à cela, la taille de 1/20 a été réalisée.
La consommation électrique a également été réduite à 1/20.
La sensibilité de détection a obtenu le même niveau que l’appareil conventionnel.
Dimensions Sylphe :
Largeur 133 mm x hauteur 88 mm x profondeur 174 mm, poids 1,9 kg.
Prix pour Sylphe :
Y compris le PC et le gaz vecteur, il est d’environ 4 millions de yens.
Démo au CES 2023 :
Détection des COV :
Détectez les composés organiques volatils (COV) en les apportant dans votre maison.
Analyse de gaz à haute altitude :
En tant que “nez” pour les robots tels que les drones, il analyse les gaz en hauteur.
Sylph a “la capacité de transporter l’appareil à l’endroit où vous souhaitez le mesurer et l’analyser”.
Technologie Sylph Core :
Il est situé dans la plate-forme de capteurs centrée sur un “capteur à bille sphérique SAW (onde acoustique de surface)”.
Dans le “capteur SAW planaire conventionnel”,
Sa sensibilité et sa vitesse de réponse étaient insuffisantes et il était difficile de le mettre en pratique.
École supérieure d’ingénierie, Université du Tohoku
Ingénierie des systèmes de matériaux
En 1999, le professeur Kazushi Yamanaka a découvert un phénomène.
Lorsqu’une onde acoustique de surface est générée avec une certaine largeur à la surface d’une sphère,
L’onde va droit sans diffraction et fait plusieurs tours autour de l’équateur de la sphère.
Le capteur à bille est très sensible :
Par exemple, si une onde acoustique de surface circule 100 fois autour d’une sphère,
La modification du film sensible qui adsorbe les molécules de gaz est “accumulée 100 fois à chaque tour”.
Par conséquent, le type boule est beaucoup plus sensible que le type planaire.
Les couches minces organiques de Sylph :
-Capteur Ball SAW installé dans Sylph
Le diamètre est de 3,3 mm.
Le matériau est un monocristal de cristal.
Le film sensible a été transformé en un film mince organique pour la chromatographie en phase gazeuse.
Miniaturisation des composants de base :
Les parties de base de “Concentrator” et “Column”
En utilisant notre technologie exclusive, nous avons réduit la taille à une taille qui peut être tenue dans une main.
Application à l’analyseur :
La consommation électrique est d’environ 20W, un entraînement par batterie est possible.
En changeant le film sensible appliqué sur le capteur, il peut être appliqué à divers analyseurs.
Nikkei CrossTech (xTECH)
CES 2023: Der kleinste Gaschromatograph der Welt!
-Der kleinste Gasanalysator der Welt Sylph-
-Auf eine „Drohnennase“ abzielen-
Kugelwelle:
Ausstellung des weltweit kleinsten Gaschromatographen Sylph auf der „CES 2023“ (Bild 1)
Größe 1/20 erreichen:
Die derzeit zur Gasanalyse eingesetzten Geräte haben etwa die Größe eines kleinen Kühlschranks.
Im Vergleich dazu wurde die Größe 1/20 realisiert.
Der Stromverbrauch wurde ebenfalls auf 1/20 reduziert.
Die Erkennungsempfindlichkeit hat das gleiche Niveau wie das herkömmliche Gerät sichergestellt.
Sylph-Maße:
Breite 133 mm x Höhe 88 mm x Tiefe 174 mm, Gewicht 1,9 kg.
Preis für Sylphe:
Einschließlich PC und Trägergas sind es etwa 4 Millionen Yen.
Demo auf der CES 2023:
Nachweis von VOC:
Ermitteln Sie flüchtige organische Verbindungen (VOCs), indem Sie sie in Ihr Zuhause bringen.
Gasanalyse in großer Höhe:
Als „Nase“ für Roboter wie Drohnen analysiert er Gase an hohen Stellen.
Sylph habe „die Fähigkeit, das Gerät an den Ort zu tragen, an dem man es messen und analysieren möchte“.
Sylph Core-Technologie:
Er befindet sich in der Sensorplattform zentriert auf einem „Spherical Ball SAW (Surface Acoustic Wave) Sensor“.
Beim “herkömmlichen planaren SAW-Sensor”
Seine Empfindlichkeit und Reaktionsgeschwindigkeit waren unzureichend, und es war schwierig, es in die praktische Anwendung zu bringen.
Graduiertenschule für Ingenieurwissenschaften, Universität Tohoku
Materialsystemtechnik
1999 entdeckte Professor Kazushi Yamanaka ein Phänomen.
Wenn eine akustische Oberflächenwelle mit einer bestimmten Breite auf der Oberfläche einer Kugel erzeugt wird,
Die Welle geht ohne Beugung geradeaus und macht mehrere Runden um den Äquator der Kugel.
Kugelsensor ist hochempfindlich:
Wenn beispielsweise eine akustische Oberflächenwelle 100 Mal um eine Kugel kreist,
Die Veränderung des empfindlichen Films, der Gasmoleküle adsorbiert, werde “mit jeder Runde 100-mal akkumuliert”.
Daher ist der Kugeltyp viel empfindlicher als der planare Typ.
Sylphs organische Dünnfilme:
-Ball SAW-Sensor in Sylph installiert
Der Durchmesser beträgt 3,3 mm.
Das Material ist Kristall-Einkristall.
Aus dem empfindlichen Film wurde ein organischer Dünnfilm für die Gaschromatographie gemacht.
Miniaturisierung von Basiskomponenten:
Die grundlegenden Teile von “Concentrator” und “Column”
Mit unserer proprietären Technologie haben wir die Größe auf eine Größe reduziert, die in einer Hand gehalten werden kann.
Anwendung auf Analysator:
Die Leistungsaufnahme liegt bei ca. 20W, Batteriebetrieb ist möglich.
Durch Wechseln des auf dem Sensor aufgebrachten sensitiven Films kann dieser auf verschiedene Analysatoren aufgebracht werden.
Nikkei Cross Tech (xTECH)
JETRO to Showcase 36 Japanese Startups at the Japan Pavilion at CES 2023 – including a record-breaking 7 CES Innovation Award honorees!
https://finance.yahoo.com/news/jetro-showcase-36-japanese-startups-010000874.html
a Basic Agreement with Sysmex on Joint Development in the Field of Next-Generation In-Vitro Diagnostics Using Exhaled Breath and Skin Gases
Ball Wave Inc. (Headquarters: Sendai City, Miyagi Prefecture; President and CEO: Shingo Akao;
https://www.ballwave.jp/bw-wordpress/wp-content/uploads/2022/12/20221227_BW_Sysmex_PR_en.pdf
Innovation Award Honorees
Mobile Devices & Accessories
Sylph is an ultra-compact,
high-performance gas chromatograph
for onsite chemical analysis of space and terrestrial environments.
Unlike conventional gas chromatographs that are as large as dormitory refrigerators,
the palm-sized Sylph
weighs only about 2 kg (4.4 lb.) and is operable on mobile battery power – which makes gas chromatography accessible anywhere.
Powered by our proprietary “Ball Surface Acoustic Wave (SAW) Sensor” (internationally patented),
Sylph is as sensitive in detecting chemicals as state-of-the-art desktop gas chromatographs, measuring polar hydrocarbons down to the ppb order.
Developed in collaboration with the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA).