2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new piezoelectric crystals with wide operating temperature range and high surface activity
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16H04214
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
武田 博明 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (00324971)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
磯部 敏宏 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (20518287)
奥寺 浩樹 金沢大学, 地球社会基盤学系, 准教授 (50401881)
鶴見 敬章 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (70188647)
保科 拓也 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (80509399)
小玉 展宏 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (90282152)
近藤 淳 静岡大学, 工学部, 教授 (10293606)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 圧電結晶 / 高温特性 / 表面特性 / 生体活性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、ゲーレナイト結晶をベースに新規圧電単結晶を合成し、これらの高温物性・表面特性・生体活性を明らかにし、振動子の構造設計・試作・評価することで、広い温度域で動作可能で高表面活性をもつ水晶マイクロバランスを凌駕する微小質量センサや弾性表面波バイオセンサ等を提唱することである。本年度はまず、ゲーレナイト結晶の材料定数の室温から400℃までの温度依存性をもとめた。ゲーレナイト結晶には2つの面内すべり振動モードである圧電定数d14とd36がある。測定の結果、d14とd36それぞれの１次の温度係数が負、正であり、これらを組み合せることにより温度安定性で理想的なゼロ温度係数を示す圧電素子の基板が作製できることがわかった。また、マイクロバランスで必須である厚みすべり振動モードの存在を実測した材料定数と自作解析プログラムにより明らかにした。つづいて、ゲーレナイト結晶の生体親和性について検討した。同結晶の Xカット(100)面、Zカット(001)面の基板を用いて、親水性、イオン溶出量、細胞親和性を評価した。接触角測定によりXカット、Zカット両基板でどちらも10°付近で結晶面による違いは無く、どちらも高い親水性を有することがわかった。細胞培養溶液での浸漬試験では、溶液中の結晶成分のイオン濃度は極めて低く、基板表面での細胞培養を考える上で溶出イオンの影響を無視できることがわかった。マウス由来の骨芽細胞様細胞をもちいた培養養実験では、各基板での差異はなく、ゲーレナイト結晶は優れた細胞接着能、増殖能を有していることが明らかとなった。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(11 results)
