| 研究課題/領域番号 |
21K03746
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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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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
高橋 護 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (90261651)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | ダイヤモンド皮膜 / 材料加工・処理 / 表面・界面物性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
医療現場で良く使用されている手術用メス，ハサミ等の手術用器具は，物理的な強度，耐食性，衛生管理等において改善すべき問題が存在する．このような医療器具の問題点を解決することが可能な技術開発が求められている．よって，本研究では，切除術の手術用メスの表面の硬質化による強度，耐摩耗性，耐久性の向上ならびに鋭い切れ味を得るため，ダイヤモンド合成可能な燃焼炎法により界面はく離を抑制しながらナノ結晶ダイヤモンド皮膜を手術用メス材料上に直接合成し，皮膜の接合強度の評価を行う．さらに，実際に使用されている切除術の刃物表面に直接ナノ結晶ダイヤモンド皮膜の合成を行い，合成後の手術用メスの切開性能の評価を行う．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，燃焼炎により界面はく離を抑制しながらナノ結晶ダイヤモンド皮膜を切除術の手術用メス材料であるステンレス鋼基板上ならび手術用メスに合成することを目的に実験を行った．また，得られた合成皮膜の接合強度を検討するため引っかき試験を行った．その結果，ステンレス鋼基板上へ燃焼炎によってナノ結晶ダイヤモンド皮膜の合成が可能となり，手術用メスにも皮膜の合成が可能となった．さらに，合成皮膜の接合強度を評価した．また，合成条件を変化させることによりナノ結晶ダイヤモンド皮膜の形態，ならびに合成皮膜の界面はく離に影響を及ぼすことを確認し，合成皮膜の界面はく離を抑制することが可能な合成条件を確認した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年，医療界では切除術の手術用メスの需要が増加している．しかしながら，切除術の手術用メスは使用している間に摩耗し，さらには様々な荷重が掛かることで，手術用メスの破損が問題となっている．このことから，その都度，手術用メスを取り換えなければならないといった問題が発生する．本研究では，これらの問題を解決するため切除術の手術用メス材料であるステンレス鋼基板上ならび手術用メス上に高硬度，耐摩耗性，耐久性に優れているナノ結晶ダイヤモンド皮膜の合成を行った．本研究で得られた成果は，手術用メスの摩耗や破損の抑制により長寿命につながると考えられ，手術用メスへの新たな皮膜技術につながるものと期待される．
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