| 研究課題/領域番号 |
17K05982
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
有機・ハイブリッド材料
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| 研究機関 | 同志社大学 |
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研究代表者 |
水谷 義 同志社大学, 理工学部, 教授 (40229696)
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| 研究分担者 |
廣田 健 同志社大学, 理工学部, 教授 (30238414)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 複合材料 / 高分子 / バイオセラミックス / 力学的性質 / エコマテリアル / ヒドロキシアパタイト / 多糖類 / 機械材料 / 複合材料・物性 / 機械材料・材料力学 / 結晶成長 / 共沈法 / バイオミネラリゼーション / 有機―無機複合材料 / 有機―無機複合化 / 成型 / 機械加工 / 高分子合成 / 合成化学 |
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| 研究成果の概要 |
水溶性高分子であるエチレン―ビニルアルコール共重合体（EVOH）、でん粉などの水溶液にカルシウムイオンとリン酸イオンを加えることによってヒドロキシアパタイトの結晶s成長を高分子上で行い、両者が複合化した複合体を合成した。これらの複合体粉末を120℃、120 MPaで一軸加圧成型することによって試験片を作成した。これらは、曲げ強度が～80 MPa, 曲げ弾性率が、～4.5 GPa 程度の力学強度を示すことがわかり、プラスチックを上回るものも得られた。EVOHなどの合成高分子とデンプンを比較すると、後者の方が大きな曲げ弾性率を示し、高分子の剛直な構造が複合体の力学特性に反映していることが分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
骨や歯などのバイオセラミックスは、軽くて剛性が高い（弾性率が大きい）という特性があり、しかも、環境に負荷をかけない（廃棄してもすぐに分解される）という性質があるので、このようなものを人工的につくることができれば新しいエコ材料として非常にインパクトが大きい。本研究では、水に溶ける高分子（天然の高分子と石油由来の高分子）の表面で骨の無機成分であるヒドロキシアパタイト（リン酸カルシウム）を結晶化させ、両者が分子レベルで複合化した材料の合成を行った。その結果、プラスチックなどを超える力学性能をもつ複合材料の合成に成功した。
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