| 研究課題/領域番号 |
20H02447
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26030:複合材料および界面関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
増本 博 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 教授 (50209459)
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| 研究分担者 |
小林 伸聖 公益財団法人電磁材料研究所, その他部局等, 研究員 (70205475)
薮上 信 東北大学, 医工学研究科, 教授 (00302232)
曹 洋 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (50804598)
青木 英恵 東北大学, 工学研究科, 講師 (60733920)
池田 賢司 公益財団法人電磁材料研究所, その他部局, 研究員 (40769569)
佐々木 啓一 東北大学, 歯学研究科, 教授 (30178644)
鈴木 治 東北大学, 歯学研究科, 教授 (60374948)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
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| キーワード | ナノ複相構造薄膜 / 新複機能物性材料 / トンネル磁気誘電効果 / 生体親和性 / 新機能物性材料 / 生体センサ / ナノグラニュラー薄膜 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近未来に直面する高齢化社会への対策は急務であり、体調を外部から把握する生体センサーの新機能・高機能化に対するニーズはますます高まっている。本申請は、本申請者のグループが２０１４年に発見した、磁界変化により誘電率が変化する新しい複合機能である『トンネル磁気誘電(Tunneling Magneto-Dielectric: TMD)効果』を有するナノ複相構造薄膜の初の実用化研究として「材料工学」、「デバイス工学」、「医工学」の学際的融合研究によって、有用な『生体用磁気誘電センサー』の実現にむけて基盤研究を行うことを目的とする。
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| 研究成果の概要 |
本申請者らが見出した、磁場変化により誘電率を制御できる「トンネル磁気誘電（TMD）効果」は、セラミックスマトリックス中に磁性ナノ金属粒子を分散させたナノ複相構造薄膜により発現できる。本研究では、ナノ複相構造薄膜を新しい生体センサーの応用研究という次の段階にステップアップするための基盤的研究を行うことを目的とし、生体安全性、生体活性を有することを明らかにした。さらに周辺技術として、マトリックスに有機物を使用した有機ナノ複相構造薄膜、広帯域で使用可能な組成傾斜ナノ複相構造薄膜、特性の指向性を高める非球体粒子分散ナノ複相構造薄膜の作製に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、本グループが発見した「トンネル磁気誘電効果」および「トンネル磁気光学効果」を発現するナノ複相構造薄膜の応用化を目指し、生体センサとし活用できる基盤的研究を行った。重要な要素である生体安全性、生体活性などが良好であることを確認できた。さらにナノ複相構造薄膜の周辺技術の開発や特性向上などの成果も上げることが出来たことから、今後ナノ複相構造薄膜を用いた、全く新しいコンセプトに基づく磁気・光・誘電電子デバイスなどが創出される原動力になると予想される。特に本研究期間中に作製技術を確立した、非球体粒子分散ナノ複相構造薄膜は、トンネル効果を利用した新しい特性を有する材料創製の起点になりうる。
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