| 研究課題/領域番号 |
19K21922
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
津守 不二夫 九州大学, 工学研究院, 教授 (10343237)
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| 研究分担者 |
藏田 耕作 九州大学, 工学研究院, 准教授 (00368870)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 微細加工 / 粉末冶金 / 植物 / 根 / 菌根菌 / セラミックス / ガラス / 微細流路 / 微細構造 / 多階層構造 / マイクロ流路 / アーバスキュラー菌根菌 / シリカ焼結体 / 菌糸 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は植物等の生物を用いた新たな設計・加工プロセスを開発することを目的とする．例えば，植物の根は複雑な枝分かれ構造を有しており精細な複雑構造であり，現在の加工プロセスをもっても作製することに大きな苦労が伴う．ここで，セラミックスのナノ粉末材料を用いた新たなアイデアを提案する．粉末材料は水分を含ませると「土」と同じように働く．この中で植物を栽培すると，根は粉末材料内部に成長していく．そして成長後，この材料を加熱・焼成すると，植物は完全に分解除去され，内部に生体と完全に同じ構造を残したセラミックス焼結体を得ることができる．このような手法で，これまでにない多様な構造を作り出すプロセスを開発する．
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| 研究成果の概要 |
本研究は植物等の生物を用いた新たな設計・加工プロセスを開発することを目的とする．例えば，植物の根は複雑な枝分かれ構造を有しており，特に末端部では10マイクロメートルレベルの根毛組織に覆われている．このような精細かつ大規模な複雑構造は現在の加工プロセスでもっても作製することは困難である．ガラスやセラミックスのナノ粉末を出発材料とし，内部に生体とまったく同じ構造を残した焼結体を得た．また，生物の成長環境を制御することにより，例えば応力や圧力を分散させるといった機能も同時に設計できる．植物だけでなく，根圏を構成する菌根菌も同時に利用でき，これまでにない多様な構造を作り出した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生体は自ら最適な複雑構造を構築できる．本研究では植物の根に注目し，この構造をガラスやセラミックスといった「硬い」材料中に直接固定・再現することを実現した．複雑であると同時にスケールも大きなものから微細な領域にまで多階層的な構造を，成形困難な素材中に生成できている．将来的には力を効率的に分散する構造材料や，多孔質フィルタ材料といった応用を考えることができる．
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