2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of novel manufacturing process for material interface design
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17KK0126
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
水谷 正義 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50398640)
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| Project Period (FY) |
2017 – 2019
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| Keywords | レーザ加工 / 歯科インプラント / セラミクス製インプラント / 微細周期構造 / マイクロ・ナノ複合構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はまず，機械加工面（切削および研磨面）に対して超短パルスレーザを照射することにより得られる表面に関して検討を行った．その結果，切削面に対してレーザ照射を行った場合には，切削痕の中に微細かつ周期的な構造が得られる，いわゆるマイクロ・ナノ複合構造の創成を可能とした．また，研磨面に対してレーザ照射を行った場合には，その面に沿って微細周期構造がより規則的に配列するという新たな知見を見出した．なおこの成果は，本研究の成果の一部として複数のジャーナルにアクセプトされている．
さらに，本国際共同研究のテーマとして，基課題で明らかとなった新たな課題である「セラミクスの黒化現象」に関しても平行して取り組んでいる．これは，セラミクス製インプラントに対してレーザ照射を行った際に，所望の形状や表面機能を創成できる可能性を見出しているものの，材料表層が黒化してしまうという課題に対する解決に取り組むものである．本国際共同研究で目的としているのは「界面」の精緻な制御であるが，この点について共同研究先であるFraunhofer IPTでは，レーザ照射条件を多彩かつ精緻に制御可能な装置を保有しており，照射条件と黒化の関係性についても検討を行っている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要でも述べた通り，当初の目的である「レーザ加工／機械加工複合プロセス」に関しては，特殊な複合構造の構築や新たな知見を基にした構造制御に成功しており，ジャーナルへもアクセプトされている．それに加えて，セラミクス製インプラントに関する新たな課題の解決も進めており，当初の計画以上に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究で構築した複合加工プロセスにて構築したサンプルに関して，基課題の進捗と合わせて「細胞学的評価」および「病理組織学的評価」について検討を行う．また，微細周期構造の創成に関する新たなメカニズムを発見しており，今後はその点について明らかにする予定である．（メカニズムの詳細はここでは省略する．）さらに，セラミクス製インプラントへの適用に関しては，レーザ照射時の黒化メカニズムの解明を目指す．
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