Study of superelastic biomaterials with antimicrobial activities

• Project/Area Number: 17206070
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Structural/Functional materials
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: MASAHASHI Naoya Tohoku University, 金属材料研究所, 教授 (20312639)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): OKU Masayoshi 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (90005968) ; MATSUMOTO Hiroaki 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (40372312) ; HANADA Shuji 東北大学, 金属材料研究所, 名誉教授 (10005960)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): SEMBOSHI Satoshi 大阪府立大学, 工学研究科, 助教 (00364026) ; MIZUKOSHI Yoshiteru 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (60342523) ; OHTSU Naofumi 北見工業大学, 工学研究科, 講師 (10400409)
• Project Period (FY): 2005 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥47,840,000 (Direct Cost: ¥36,800,000、Indirect Cost: ¥11,040,000); Fiscal Year 2008: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2007: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2006: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2005: ¥30,550,000 (Direct Cost: ¥23,500,000、Indirect Cost: ¥7,050,000)
• Keywords: 光触媒 / 二酸化チタン / 生体材料 / 抗菌 / 陽極酸化 / 可視光応答性 / 超親水性 / 超弾性 / 抗菌特性 / 価電子制御

Research Abstract

本研究は生体適合性に優れたTiNbSn合金表面に光触媒TiO_2を担持することで、抗菌性等の機能を兼備した生体材料の創製を目的とする。TiO_2は陽極酸化法により成膜し、電気化学条件を制御することで光触媒性能と超親水性に優れ、紫外光および可視光下で高機能を発揮する膜創製に成功した。この膜を担持した合金は弾性率増加を抑制でき抗菌性を示すことから、生体適合性と光触媒機能を併せ持つ生体材料として期待できることを明らかとした。

Research Products

• [Journal Article] Visible light responses of sulfur-doped rutile titanium dioxide photocatalysts fabricated by anodic oxidation (2009)
  • Author(s): Y.Mizukoshi, N. Ohtsu, S. Semboshi, and N. Masahashi
  • Journal Title: Applied Catalysis B : Environmental (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhanced photocatalytic activity of rutile TiO_2 prepared by anodic oxidation in a high concentration sulfuric acid electrolyte (2009)
  • Author(s): N. Masahashi, Y. Mizukoshi S. Semboshi, and N. Ohtsu
  • Journal Title: Applied Catalysis B : Environmental (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of ultrasonic irradiation on preparation of titanium dioxide photocatalyst by anodic oxidation method (2009)
  • Author(s): Y. Komai, Y. Mizukoshi, K. Okitsu, R. Nishimura, and N. Masahashi
  • Journal Title: Materials Transactions (in press)
  • NAID: 10025155668
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhanced photocatalytic activity of rutile TiO_2 prepared by anodic oxidation in a high- concentration sulfuric acid electrolyte (2009)
  • Author(s): N. Masahashi, Y. Mizukoshia, S. Semboshi, and N. Ohtsu
  • Journal Title: Applied Catalysis B : Environmental (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Superhydrophilicity of Rutile TiO_2 Prepared by Anodic Oxidation in High Concentration Sulfuric Acid Electrolyte (2008)
  • Author(s): N. Masahashi, Y. Mizukoshi S. Semboshi, and N. Ohtsu
  • Journal Title: Chemistry Letters 37 Pages: 1126-1127
  • NAID: 10024396911
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microstructure and superhydrophilicity of anodic TiO_2 films on pure titanium (2008)
  • Author(s): N. Masahashi, S. Semboshi N. Ohtsu, and M. Oku
  • Journal Title: Thin Solid Films 516 Pages: 7488-7496
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Superhydrophilicity and XPS study of boron-doped TiO_2 (2008)
  • Author(s): N. Masahashi, and M. Oku
  • Journal Title: Applied Surface Science 254 Pages: 7056-7060
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Superhydrophilicity of Rutile TiO_2 Prepared by Anodic Oxidation in High Concentration Sulfuric Acid Electrolyte (2008)
  • Author(s): N. Masahashi, Y. Mizukoshi S. Semboshi and N. Ohtsu
  • Journal Title: Chemistry Letters 37 Pages: 1126-1127
  • NAID: 10024396911
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Superhydrophilicity and XPS study of boron-doped TiO_2 (2008)
  • Author(s): N. Masahashi and M. Oku
  • Journal Title: Applied Surface Science 254 Pages: 7056-7060
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microstructure and superhydrophilicity of anodic TiO_2 films on puretitanium (2008)
  • Author(s): N. Masahashi, S. Semboshi N. Ohtsu and M. Oku
  • Journal Title: Thin Solid Films 516 Pages: 7488-7496
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fabrication of bulk anatase TiO_2 by the spark plasma sintering method (2007)
  • Author(s): N. Masahashi
  • Journal Title: Materials Science and Engineering A 452 Pages: 721-726
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fabrication and corrosion properties of iron aluminum alloy/steel laminated composite prepared by clad rolling (2007)
  • Author(s): N. Masahashi, M. Oku, S. Watanabe, and S. Hanada
  • Journal Title: Materials Science Forum 539-543 Pages: 866-872
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fabrication and Corrosion Properties of Iron Aluminum Alloy/Steel Laminated Composite Prepared by Clad rolling (2007)
  • Author(s): N. Masahashi, M. Oku, S. Watanabe and S. Hanada
  • Journal Title: Materials Science Forum 539-543 Pages: 866-871
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Corrosion Behavior of Pre-treated Fe-Al Alloys in Aqueous Acid Solutions (2007)
  • Author(s): N.Masahashi, G.Kimura, M.Oku, S.Hanada
  • Journal Title: Solid State Phenomena 127 Pages: 233-238
• [Journal Article] Fabrication of Bulk Anatase TiO_2 by the Spark Plasma Sintering Method (2007)
  • Author(s): N.Masahashi
  • Journal Title: Materials Science and Engineering A 452-453 Pages: 721-726
• [Journal Article] Composition dependence of Young's modulus in Ti-V, Ti-Nb, and Ti-V-Sn alloys (2006)
  • Author(s): H. Matsumoto, S.Watanabe, N. Masahashi, and S. Hanada
  • Journal Title: Metallurgical and Materials Transactions A 37A Pages: 3239-3249
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 陽極酸化法により作製した硫黄ドープ・ルチル型二酸化チタン光触媒の可視光応答性 (2009)
  • Author(s): 水越克彰
  • Organizer: 日本金属学会
  • Place of Presentation: 東京工業大学
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] 陽極酸化法により作製した硫黄ドーブ・ルチル型二酸化チタン光触媒の可視光応答性 (2009)
  • Author(s): 水越克彰、正橋直哉、大津直史、千星聡
  • Organizer: 日本金属学会春季講演大会
  • Place of Presentation: 東京工業大学
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] 陽極酸化法による二酸化チタン光触媒作製における超音波照射効果 (2009)
  • Author(s): 駒井陽介
  • Organizer: 日本金属学会
  • Place of Presentation: 東京工業大学
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] 陽極酸化法により作製した二酸化チタンの光触媒活性と超親水性の研究 (2009)
  • Author(s): 正橋直哉
  • Organizer: 日本金属学会関西支部講演会
  • Place of Presentation: 大阪たかつガーデン
  • Year and Date: 2009-02-02
• [Presentation] X線光電子分光法によるTiO_2表面吸着炭素および水酸基のUV照射反応の解析 (2008)
  • Author(s): 大津直史
  • Organizer: 表面科学学術講演会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
  • Year and Date: 2008-11-15
• [Presentation] X線光電子分光法によるTi02表面吸着炭素および水酸基のUV照射反応の解析 (2008)
  • Author(s): 大津直史、正橋直哉、水越克彰、我妻和明
  • Organizer: 表面科学学術講演会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
  • Year and Date: 2008-11-15
• [Presentation] 陽極酸化法により作製したルチル型二酸化チタン光触媒の性能 (2008)
  • Author(s): 正橋直哉
  • Organizer: 日本金属学会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2008-09-24
• [Presentation] 高濃度硫酸水溶液中での陽極酸化によるルチル相を主体とした二酸化チタン光触媒の調製 (2008)
  • Author(s): 水越克彰
  • Organizer: 触媒学会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2008-09-23
• [Presentation] 陽極酸化法により作成したルチル型二酸化チタン光触媒の性能 (2008)
  • Author(s): 正橋直哉、水越克彰、大津直史、千星聡、諸石大司、三谷洋司、小澤隆治
  • Organizer: 日本金属学会秋季講演大会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2008-09-14
• [Presentation] 陽極酸化により作製した二酸化チタンの光触媒特性 (2008)
  • Author(s): 正橋直哉
  • Organizer: 日本金属学会
  • Place of Presentation: 武蔵工業大学
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] 陽極酸化TiO_2表面におけるUV照射反応のXPS分析 (2008)
  • Author(s): 大津直史
  • Organizer: 日本金属学会
  • Place of Presentation: 武蔵工業大学
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] 陽極酸化により作製した二酸化チタンの光触媒特性 (2008)
  • Author(s): 正橋直哉、水越克彰、大津直史、千星聡
  • Organizer: 日本金属学会春季講演大会
  • Place of Presentation: 武蔵工業大学
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] 陽極酸化TiO_2表面におけるUV照射反応のXPS分析 (2008)
  • Author(s): 大津直史、正橋直哉、水越克彰、我妻和明、千星聡
  • Organizer: 日本金属学会春季講演大会
  • Place of Presentation: 武蔵工業大学
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] 陽極酸化により作製した二酸化チタンの性能 (2007)
  • Author(s): 正橋直哉
  • Organizer: 日本金属学会
  • Place of Presentation: 千葉工業大学
  • Year and Date: 2007-03-28
• [Presentation] ボロン添加二酸化チタンのXPS分析 (2006)
  • Author(s): 正橋直哉
  • Organizer: 日本金属学会
  • Place of Presentation: 新潟大学
  • Year and Date: 2006-09-16
• [Presentation] ゾルゲル法により作製したボロン添加二酸化チタンの光触媒特性 (2006)
  • Author(s): 正橋直哉
  • Organizer: 日本金属学会
  • Year and Date: 2006-03-31
• [Remarks] 自然総研TOYRO BUSINESS(平成19年11月5日付)日経産業新聞(平成20年7月1日付)河北新報(平成20年7月27日付)鉄鋼新聞(平成20年8月5日付)日刊工業新聞(平成20年8月26日付)産経新聞(平成21年3月8日付)日刊工業新聞(平成21年4月2日付)
• [Remarks] 東北大学金属材料研究所附属研究施設大阪センターとして、本科学研究費補助金研究成果を企業に紹介する。その結果、2件の共同研究契約、2件のMTA契約、2件のオプション契約が成立。その他、該研究成果をベースとし企業からの技術相談15件に対応する。
• [Remarks] 科学技術振興機構の特許出願支援制度に採択され、本科学研究費補助金研究成果の国内出願特許「ルチル型二酸化チタン光触媒」(特願2008-327669)のPCT出願費用が助成される。
• [Remarks]
  • URL: http://www.osakacenter.imr.tohoku.ac.jp/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.osakacenter.imr.tohoku.ac.jp/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.osakacenter.imr.tohoku.ac.jp/index.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 陽極酸化法により製造した二酸化チタン (2008)
  • Inventor(s): 正橋直哉、水越克彰、大津直史
  • Industrial Property Rights Holder: 東北大学
  • Industrial Property Number: 2008-061776
  • Filing Date: 2008-03-11
• [Patent(Industrial Property Rights)] 超音波印加陽極酸化法による光触媒二酸化チタンの製造 (2008)
  • Inventor(s): 正橋直哉、水越克彰、大津直史、千星聡
  • Industrial Property Rights Holder: 東北大学, 大阪府立大学
  • Industrial Property Number: 2008-168141
  • Filing Date: 2008-06-28
• [Patent(Industrial Property Rights)] ルチル型二酸化チタン光触媒 (2008)
  • Inventor(s): 正橋直哉、水越克彰、大津直史、松田優、千星聡
  • Industrial Property Rights Holder: 東北大学, 大阪府立大学
  • Industrial Property Number: 2008-327669
  • Filing Date: 2008-12-24
• [Patent(Industrial Property Rights)] ルチル型二酸化チタン光触媒 (2008)
  • Inventor(s): 正橋直哉
  • Industrial Property Rights Holder: 正橋直哉
  • Industrial Property Number: 2008-327669
  • Filing Date: 2008-12-24
• [Patent(Industrial Property Rights)] 超音波印加陽極酸化法による光触媒二酸化チタンの製造 (2008)
  • Inventor(s): 正橋直哉
  • Industrial Property Rights Holder: 正橋直哉
  • Industrial Property Number: 2008-168141
  • Filing Date: 2008-06-28
• [Patent(Industrial Property Rights)] 陽極酸化法により製造した二酸化チタン (2008)
  • Inventor(s): 正橋直哉
  • Industrial Property Rights Holder: 正橋直哉
  • Industrial Property Number: 2008-061776
  • Filing Date: 2008-03-11