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サブミクロン厚の超薄膜ガラスラミネートシールの開発と生体応用

研究課題

研究課題/領域番号 18H01720
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分26030:複合材料および界面関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

岸 哲生  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (90453828)

研究分担者 矢野 哲司  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (90221647)
松下 伸広  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (90229469)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワードガラス自立膜 / 接着・接合 / 生体活性ガラス / 表面 / 室温接合 / 腐食 / ガラス / 接合 / 生体活性 / ガラス超薄膜 / 超薄膜ガラス / 接着
研究成果の概要

サブミクロン厚のガラス自立膜の作製手法およびその室温接合技術を開発した。ガラス自立膜の作製では、ガラス融液の表面張力と密度がバランスがする温度において、膜厚が安定したガラス超薄膜が形成可能であることがわかった。室温接合においては、ガラス超薄膜の表面化学状態をガラス組成によって制御することで、室温であっても強固な接合を実現できることを明らかにした。特に、Na2O-CaO-SiO2-P2O5系ガラスにおいては、CaO/Na2O比が小さくP2O5が添加されると高い接合強度が得られた。組成の適切選択により、ガラス超薄膜は室温であってもバルク強度に迫る接合が実現できることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ガラス材料のコーティング技術は、高温プロセスもしくはゾルゲル法が用いられてきた。これらの方法ではコーティング中に膜の内部で化学反応が起こるため、膜の剥離や劣化を避けるのが困難であった。本研究で開発したガラス超薄膜の室温接合技術は、高温で作製したガラス自立膜を、その組成が与える機能性を保持したまま、室温で異種材料に直接貼り付けることができる。これらの結果は、多様なガラス材料の多彩な機能性をいかなる材料にも付与できる可能性を示しており、新しい複合材料へと発展することが期待される。

報告書

(5件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Room‐temperature bonding method of bioactive ultrathin glass film on titanium by a dissolution‐polymerization reaction2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Yin、Kishi Tetsuo、Jeng Ray‐Jay、Matsushita Nobuhiro、Yano Tetsuji
    • 雑誌名

      Journal of the American Ceramic Society

      巻: 104 号: 1 ページ: 218-228

    • DOI

      10.1111/jace.17455

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical bonding of tellurite glass film on silicate glass2018

    • 著者名/発表者名
      Ray-Jay Jeng, Tetsuo Kishi, Nobuhiro Matsushita, Tetsuji Yano
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Glass Science

      巻: 10 号: 2 ページ: 248-258

    • DOI

      10.1111/ijag.13094

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] リン酸塩及び酸窒化リン酸塩ガラス超薄膜と多孔質ガラスの接合と接合界面の状態評価2023

    • 著者名/発表者名
      梁瀬光妙、岸哲生、矢野哲司、瀬川浩代
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第35回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 生体活性ガラス超薄膜の室温接合による積層構造の形成2021

    • 著者名/発表者名
      劉 銀, 岸 哲生, 炭 喜達, 松村 大樹, 松下 伸広, 矢野 哲司
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2021年年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] テルライトガラス超薄膜の作製と室温直接接合2021

    • 著者名/発表者名
      岸哲生, 鄭瑞杰, 廣田翔, 松下伸広, 矢野哲司
    • 学会等名
      The 31st Meeting on Glasses for Photonics
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 生体活性シリケートガラス超薄膜のチタン基板との室温接合2020

    • 著者名/発表者名
      岸 哲生, 劉 銀, 松下 伸広, 矢野 哲司
    • 学会等名
      第33回日本セラミックス協会秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Direct bonding between tellurite glass ultrathin film and substrates at room temperature2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsuo Kishi, Ray-Jay Jeng, Nobuhiro Matsushita, Tetsuji Yano
    • 学会等名
      25th International Congress on Glass (ICG 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of bioactive glass coating on titanium plate by direct-bonding lamination2019

    • 著者名/発表者名
      Yin Liu, Ray-Jay Jeng, Nobuhiro Matsushita, Tetsuo Kishi, Tetsuji Yano
    • 学会等名
      25th International Congress on Glass (ICG 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanism of direct bonding of tellurite glass thin film with substrate2019

    • 著者名/発表者名
      Ray-Jay Jeng, Tetsuo Kishi, Nobuhiro Matsushita, Tetsuji Yano
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Direct bonding and its mechanism of bioactive glass thin film on titanium plate2019

    • 著者名/発表者名
      Yin Liu, Ray-Jay Jeng, Tetsuo Kishi, Tetsuji Yano
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of ultrathin tellurite glass film on a substrate by using a combination of glass blowing and direct bonding techniques2018

    • 著者名/発表者名
      Ray-Jay Jeng, Tetsuo Kishi, NOBUHIRO MATSUSHITA, Tetsuji Yano
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Direct Bonding of Bioactive Glass Film on Titanium Plate at Room Temperature2018

    • 著者名/発表者名
      Yin Liu, Ray-Jay Jeng, Tetsuo Kishi, Tetsuji Yano
    • 学会等名
      ICG annual meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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