| 研究課題/領域番号 |
19K05112
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分26060:金属生産および資源生産関連
|
|---|
| 研究機関 | 山陽小野田市立山口東京理科大学 |
|---|
研究代表者 |
石川 敏弘 山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学研究科, 教授 (60756104)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
|
|---|
| キーワード | 金属チタン / 表面 / 光触媒機能 / アナターゼ型酸化チタン / 表面機能化 / 光触媒 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
不動態被膜に覆われている金属チタン表面を、大気中酸化によりアナターゼ型の光触媒機能膜に変換させる方法は皆無である。本提案では、簡便な大気中酸化により優れた光触媒活性を有するアナターゼ型酸化被膜に変換する新規なプロセスを開発する。我々は最近、金属チタンの最表面の原子が、四面体構造からなるシリカと原子レベルで接触している場合、シリカと類似構造からなるアナターゼ型酸化膜が高温の大気中でも安定に生成し得る可能性を見出した。この結果を踏まえて、本研究では金属チタンにシリカの影響を及ぼし続ける簡単なプロセスを開発し、大気中酸化によりアナターゼ型酸化膜に変換するという金属表面の機能化に関する基盤を構築する。
|
| 研究成果の概要 |
チタン金属は非常に安定で生体に対する親和性に優れている。これに関して、表面の平滑性や結晶構造は、効果的な特性を得るために重要な要素である。チタン金属は通常、温度上昇に伴って成長する熱力学的に安定なルチル型酸化チタンからなる表面不動態膜で覆われている。一方、金属表面に生体活性を有するアナターゼ型酸化チタン表面層を生成させるには、シリカ共存下で加熱処理を行うような特別な処理を施す必要が在る。本研究では、チタン金属表面に生じた微細構造と親水性特性との関係を明らかにさせ、シリカ共存下で得られたアナターゼ型酸化チタン表面層が優れたアパタイト形成能を有する改良された生体適合性を示すことを明らかにさせた。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでは、金属チタン表面にアナターゼ型酸化被膜を形成させるには、強酸・強アルカリ処理と高圧条件の水熱合成法や、高電圧下で行われる陽極酸化法と言った比較的複雑な処理法が用いられており、簡便な大気中酸化のみで金属チタン表面の不動態膜をアナターゼ型酸化被膜に変換することを実現した報告は国内外で皆無である。したがって、本研究成果は、通常の大気中酸化では熱力学的に生成不可能な機能性酸化膜を、不動態化した金属表面に直接酸化により形成させる新しい技術基盤を構築するとともに、それを用いた安全で耐久性に優れた水質浄化装置も開発できることから、人々の健康と環境改善に幅広く貢献できる。
|
