2019 Fiscal Year Research-status Report
異分野理論の融合による磁性ナノ粒子の誘導加熱理論の確立と新規合成プロセスの開発
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19K05216
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
岩崎 智宏 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50295721)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 磁性ナノ粒子 / 誘導加熱 / 磁気ハイパーサーミア / フェライト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
がん温熱療法（磁気ハイパーサーミア）は患者の身体的・精神的・経済的負担を小さくできるため実用化が期待されている。そのためには発熱体である磁性ナノ粒子の誘導加熱を制御する因子を明らかにする新しい理論の確立とともに、最適な物性・特性をもつ磁性ナノ粒子を設計し、これを的確に合成する新規プロセスの構築を行わなければならない。理論の確立では従来の理論で問題とされてきたナノ粒子の粒子径分布の考慮だけでなく、異分野の理論、すなわち移動現象論やコロイド科学、結晶学などの知見を融合する必要がある。さらに、新しい理論に基づいて設計した最適な磁性ナノ粒子を合成する手法として、誘導加熱の主要な支配因子の一つである、ナノ粒子内の結晶構造に対して直接的な変化をもたらすことが可能な機械的エネルギーを利用するメカノケミカル処理を採用した新規プロセスが有望である。本研究は研究代表者がこれまでに得た研究成果を基に、従来にない全く新しい発想で、磁気ハイパーサーミアの実現における大きな障害の解消を目指すものである。2019年度では、Rosensweigの発熱理論に一次粒子の粒子径分布とその凝集体径分布、および一次粒子内の結晶子径分布をそれぞれ表す確率密度分布関数を組み込むことを目標に、優れた生体適合性と誘導加熱特性をもつマグネシウム亜鉛フェライトを磁性材料のモデルとして用い、異なる合成プロセスを利用することで種々の結晶子径分布のナノ粒子試料を調製し、その充填層において結晶子径が誘導加熱に及ぼす影響を検討した。その結果、フェライトナノ粒子の発熱量は多くの場合理論値と一致したが、結晶子径に対して異なる傾向を示す場合も見られ、従来の発熱理論において修正すべき点が見いだされた。
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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
当初の計画に基づいて種々の実験を行い、得られたデータを丁寧に解析した結果、磁性ナノ粒子の誘導加熱を記述する新たな理論の構築において重要な点が明らかになりつつあり、次年度以降の研究につながる成果を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り、従来理論を修正するためのアイデアを異分野から取り入れ、並行して種々の磁性ナノ粒子を合成し、その誘導加熱特性と各種物性との関連性を詳細に検討する。また、試料の磁気特性を微妙に変化させるために、レアアースを含む成分をフェライトに微量添加する検討も着手する。
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| Causes of Carryover |
計画していた実験でのpHメータの使用頻度より、当年度内に電池寿命に達することが予想されたため、交換用乾電池を購入する予定であったが、予定通りの使用頻度であったにもかかわらず電池寿命に達しなかったために当年度内は交換の必要がなくなり、翌年度に購入する予定である。
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