2017 Fiscal Year Research-status Report
その場観察を利用した微生物腐食の可視化と金属学的因子の影響解明に関する研究
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16K06792
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
宮野 泰征 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (60466589)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 微生物腐食 / 付着 / ステンレス鋼 / 溶接 / 粒界 / 析出 / 偏析 / COCRM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属学的因子と微生物応答の相関の高精度/実時間解析に向けた予備的検討を推進した。微生物腐食の進行過程の可視化情報と、電気化学的解析データの相関を評価し、腐食現象の理論的解析に向けた予備検討を行った。また、材料学的ミクロ観察手法により、腐食形態/速度(孔食深度)の実態・傾向を評価した。上記検討から、微生物腐食を誘導する金属学的因子の影響について予備調査を行った。
(1)金属学的因子と微生物応答の相関の高精度/実時間解析
金属表面の微生物観察は、染色操作や固定化処理に依存することが一般的で、このことは微生物応答の実態解明の大きな制約の一つである。一方、COCRMはこの制約の解消が可能な技術であるが、金属最表面の微生物単体の運動の観察は金属光沢によりやや制限を受ける。そこで、本申請研究では、緑色蛍光タンパク質（GFP）をコードする遺伝子で形質転換した微生物をトレーサーとして活用する実験手法を考案し、金属学的因子と微生物応答を定量的/速度論的に解析を志向した検討を行った。
(2) 微生物腐食を誘導する金属学的因子の影響解明
腐食再現後の試料表面の微視的形態/金属組織を、ex-situで評価/解析（SEM、超深度形状測定装置等）し、腐食形態/速度(孔食深度)の実態を明らかにするための検討を行った。前述した、腐食発生挙動の可視化情報、電気化学的特性と本検討結果を総合的に評価し、微生物腐食を誘導する金属学的因子の影響解明に向けた調査を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
金属表面の微生物観察は染色操作や固定化処理に依存することが一般的であるが、本研究ではCOCRMを応用することで、これらの前処理に必ずしも依存しない観察手法の開発研究を推進している。その一環として、金属最表面の微生物単体の運動の観察は金属光沢によりやや制限を受けることを、研究の初期段階で確認し、対策として緑色蛍光タンパク質（GFP）をコードする遺伝子で形質転換した微生物をトレーサーとして活用する手法等の代替方法を考案し、効果や特性を十分に検討することができた。顕微鏡下での腐食再現条件等を順調に特定することができ、in-situでの観察像と、試料表面の微視的形態/金属組織をex-situで評価/解析結果との相関を明らかにするための予備検討を進めることができた
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| Strategy for Future Research Activity |
金属学的因子と微生物応答の相関の高精度/実時間解析に向けた検討を推進する。微生物腐食の進行過程の可視化情報と、電気化学的解析データの相関を評価し、腐食現象の理論的解析を目指す。また、材料学的ミクロ観察手法により、腐食形態/速度(孔食深度)の実態・傾向を明らかにする。上記検討から、微生物腐食を誘導する金属学的因子の影響を解明する。
(1)金属学的因子と微生物応答の相関の高精度/実時間解析：緑色蛍光タンパク質（GFP）をコードする遺伝子で形質転換した微生物をトレーサーとして活用する実験手法を考案し、金属学的因子と微生物応答を定量的/速度論的に解析した、国際的にも新規な知見の獲得を目指す。
(2)腐食発生挙動の可視化情報と電気化学的特性の相関解明：微生物腐食再現試験中の可視化情報と試料電気化学特性をin-situで評価可能な実験系を設計/考案する。金属腐食/微生物の位置情報と表面電位分布（SVET：走査振動電極法などを想定）などの電位可視化情報との関連付けにも取組み、腐食発生挙動の理論的な解析を試みる。
(3) 微生物腐食を誘導する金属学的因子の影響解明：腐食再現後の試料表面の微視的形態/金属組織を、ex-situで評価/解析（SEM、超深度形状測定装置、AFM等）し、腐食形態/速度(孔食深度)の実態を明らかにする。前述した、腐食発生挙動の可視化情報、電気化学的特性と本検討結果を総合的に評価し、微生物腐食を誘導する金属学的因子の影響を解明する。
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| Causes of Carryover |
（理由）
画像取得に利用可能な機材が複数種存在し選定の必要が発生した。当該年度はそれぞれの特性を無償のデモ期間で評価することとし、機材の決定は次年度に行うこととした。
（使用計画）
購入を検討中の器材の購入資金に追加を予定している。
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