2003 Fiscal Year Annual Research Report
原子・分子及びナノレベルで構造制御したセラミックス材料の開発と新機能の付与
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13305049
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
新原 晧一 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (40005939)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関野 徹 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (20226658)
山口 俊郎 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (40167698)
楠瀬 尚史 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (60314423)
中山 忠親 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (10324849)
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| Keywords | ナノコンポジット / 高次異方構造 / 3次元ナノネットワーク / 高次機能 / ナノセンサ / 熱電変換材料 / 有機 / 無機ナノハイブリッド / 生体適合性材料 |
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| Research Abstract |
昨年度までに、複合酸化物に原子分子レベルでの異方構造・機能制御手法を展開することで、電気伝導度や熱起電力を改善しつつ、相反する熱伝導率を低下させることに成功した。一方、セラミックス焼結体の粒界3次元ナノネットワーク構造を用いることで、絶縁性の構造用セラミックスを電気的に機能化出来ることを明らかにし、セラミックスの新しい可能性を提示した。本年度はこれら高次異方構造制御手法を更に展開し、以下の知見を得た。
1.多元複酸化物材料としてLi-Nb-M-O系新規化合物を開発し、原子レベル異方構造のため高電気伝導性のP型半導体であること、非常に低い熱伝導率を持つこと、ドーピング制御で更に特性改善が可能なことを確認し、新規な熱電変換材料としての可能性を見いだした。
2.材料中で3次元ナノネットワーク構造を持つセラミックス材料の作製プロセスを最適化し、導電種の添加量を最小限に押さえることで任意の電気伝導性を持つ導電性構造用セラミックスという全く新しいコンセプトの材料創製に成功した。
3.有機-無機材料を分子・ナノレベルでハイブリッド化した有機/無機ハイブリッドナノコンポジットの創製に成功した。本材料では印荷応力に対する電気伝導度変化を利用して感圧センサとして機能することを立証した。異方構造ナノサイズ粒子の有機化合物修飾や導電性粒子形状制御により、人間の皮膚のようなしなやかさを持つ新規な高性能感触ナノセンサとして広範囲な応用展開が可能であることを確認した。
4.有機-無機ナノハイブリッド手法を生体適合性材料に展開し、優れた力学的性質と安定性、生体親和性を併せ持つ人工骨セメント材料の創製に成功した。本研究では、生体親和性無機化合物の化学反応機構を解明することで最適な組成制御を可能とすると共に、細胞応答性が従来材料に比較して優れていることを見いだし、そのメカニズムを解明した。
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Research Products
(16 results)
