2022 Fiscal Year Annual Research Report
赤外自由電子レーザーを用いた有機・無機ハイブリッド材料の加工法開発と医療応用
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20K18583
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| Research Institution | Kanagawa Dental College |
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Principal Investigator |
藤岡 隼 神奈川歯科大学, 歯学部, 特任講師 (70849356)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 赤外自由電子レーザー / 有機-無機ハイブリッド材料 / FT-IR / 熱損傷 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年からの3年間で，赤外自由電子レーザーによる有機-無機ハイブリッド材料に対するアブレーション実験を行い，波長依存性やエネルギー依存性等の諸条件を検討・比較した．初年度は東京理科大学の赤外自由電子レーザー（FEL-TUS）を用いて実験を行ったが，年度途中より老朽化により稼働を停止した為，京都大学設置の赤外自由電子レーザー（KU-FEL）を用いて実験を継続した．京都大学の赤外自由電子レーザーは2Hzで稼働していたため，メカニカルシャッターを光路に挿入し，更に試料を設置する自動ステージのプログラムを制御して，約5mm間隔で1パルスのみが照射されるように実験系を最適化した．その系を用いて，PTFE, PMMA, PVDF, PCTFE等の単一組成の樹脂材料を用い，照射実験を行って加工深さと波長・レーザーエネルギーの相関を調べた．その結果，分子の吸収に共鳴する波長の光は吸収の無い光と比較し，優位に加工深さの増加と熱損傷の減少が認められた．この結果から，加工時の表面の化学反応を追跡することにした．クロスタイプのガスセルの一軸を照射系とし，フッ化バリウム（後に臭化カリウムへ変更）窓を片端に取り付けた．もう一軸はFT-IRによる解析系とし，両端にフッ化パリウムの窓を取り付けた．その後，ターボ分子ポンプを接続し，試料をガスセルに封入後，10^-2Paまで減圧されるような実験系を構築した．PTFEを試料とし，分子の吸収に共鳴する赤外レーザー光を照射した．また，分子の吸収に共鳴しないNd:YAGレーザー（波長532 nm）を照射し，同様の実験を行った．この結果，異なる組成の気体が検出された．現在，これらの結果を整理し，論文執筆中である．
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