2016 Fiscal Year Annual Research Report
New material creation following biomineralization - Challenge to control lime scale -
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15K13823
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
祖山 均 東北大学, 工学研究科, 教授 (90211995)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高桑 脩 九州大学, 水素材料先端科学研究センター, 特任准教授 (60633518)
青柳 吉輝 東北大学, 工学研究科, 准教授 (70433737)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 石灰鱗 / 炭酸カルシウム / バイオミネラリゼーション / レーザ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 生体鉱物の硬さ，縦弾性係数および降伏応力を評価するためにアサリ，ウバガイ，ヤマトシジミ，ハマグリ，ホタテの貝殻，カニの爪およびシカの角に対してビッカース硬さ試験および微小圧子押込み試験を行った結果，貝殻の硬さはHV=2.40GPa程度，カニの爪，シカの角はHV=0.30GPa，縦弾性係数は20～GPaの範囲，貝殻の降伏応力は400MPaまたは1000MPa程度，カニの爪およびシカの角は50 MPa程度であることを明らかにした。
2. 金属表面で炭酸カルシウム膜を形成する際の基板温度の影響を評価するために，ヒータ加熱で温度を調整してステンレス鋼の試験片表面に炭酸カルシウムを生成させ，炭酸カルシウムの膜厚を測定した結果，炭酸カルシウムがより生成しやすい温度が存在することを明らかにした。
3. レーザ照射による金属表面での炭酸カルシウム膜の作製における，レーザ出力，集光レンズと試験片との距離，試験片の移動速度，液温および照射時間の影響の評価を行った．その結果，(1)波長532nmの連続発振Nd:YAGレーザを用いた局所的な加熱により金属表面に炭酸カルシウムを生成できること，(2)レーザの照射時間が短い領域においてはレーザ出力の増大に伴い炭酸カルシウムの膜厚が増大する一方，レーザ出力1.5Wにおいて照射時間が長くなると炭酸カルシウムの生成後にレーザキャビテーションで発生した衝撃波の衝撃力およびレーザアブレーションにより試験片表面が削られ炭酸カルシウムの生成が不可能になること，(3)集光レンズと試験片との距離は炭酸カルシウムの生成に大きく影響し，集光レンズを移動させるだけでエネルギーを増大させることなく膜厚および幅を調整できること，(4)液温の増大に伴い炭酸カルシウム膜の幅が増大する一方，炭酸カルシウムの膜厚は減少する傾向を示しことなどを明らかにした。
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Research Products
(6 results)
