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生体内埋め込み駆動・発電デバイスのための無鉛圧電材料多層膜構造体の創製技術開発

研究課題

研究課題/領域番号 23360059
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関同志社大学

研究代表者

仲町 英治  同志社大学, 生命医科学部, 教授 (60099893)

研究分担者 剣持 貴宏 (剣持 貴弘)  同志社大学, 生命医科学部, 准教授 (10389009)
研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2012年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2011年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
キーワード分子材料設計 / 創製プロセス最適化 / 圧電特性 / 生体適合 / 第一原理計算 / アクチュエータ / 発電デバイス / スパッタ成膜
研究概要

生体内埋め込み駆動・発電デバイス用生体適合圧電材料MgSiO3(MSO)多層膜構造体の開発を行い次の成果を得た.(1)第一原理計算によるTi添加MSO混晶の発見とマグネトロンスパッタによる成膜により,圧電定数d33=354.8pm/Vを得た.(2)10層MSO膜のスパッタ成膜に成功し,ポストアニール温度676度により,d33=406.1pm/Vを得た.(3)Si/Ti/Cu/MSOモノモルフ型カンチレバー駆動デバイス創製に成功した.(4)MSO・PVDF圧電ポリマー利用ハイブリッド振動発電デバイスを開発し,加速度4.5G,周波数47Hzにおいて113μVおよび1.29μWを得た.

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (27件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Process Crystallographic Simulation for Biocompatible Piezoelectric Material Design and Generation2013

    • 著者名/発表者名
      Nakamachi, E., Uetsuji, Y., Kuramae, H., Tsuchiya, K. and Hwang, H.
    • 雑誌名

      Arch. Comput. Methods Engng.

      巻: vol.20, Isuue 2 号: 2 ページ: 155-183

    • DOI

      10.1007/s11831-013-9084-6

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-Scale Structure Analysis Codeand Thin Film Generation of a New Biocompatible Piezoelectric Material MgSiO_3, Modern Aspects of Bulk Crystal and Thin Film Preparation2012

    • 著者名/発表者名
      Hwang, H., Uetsuji, Y. and Nakamachi, E.
    • 雑誌名

      InTech. Publisher

      巻: Chap. 13

    • DOI

      10.5772/30349

    • ISBN
      9789533076102
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 第一原理計算によるペロブスカイト型非酸化物ABX3(X=F,Cl,S)の構造・機能評価2012

    • 著者名/発表者名
      上辻靖智,槌谷和義,仲町英治
    • 雑誌名

      材料

      巻: 61-9 ページ: 750-755

    • NAID

      130002084922

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Bioabsorbable Nanofiber Tube with Bilayer Structure2012

    • 著者名/発表者名
      Murakoshi, S., Morita, Y., Hagiwara, A., Nakamachi, E.
    • 雑誌名

      J. Material Sci. Eng.

      巻: 1-3 ページ: 168-168

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-Scale Analysis of BaTiO_3 Piezoelectric Thin Films Fabrication Process and its Experimental Validations2011

    • 著者名/発表者名
      Hwang, H., Uetsuji, Y., Katayama, T. and Nakamachi, E.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science

      巻: Vol.46, No.5 ページ: 1380-1387

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Development of a Micropump for Bio-MEMS Using a New Biocompatible Piezoelectric Material MgSiO_32011

    • 著者名/発表者名
      Nakamachi, E., Hwang, H., Okamoto, N. and Morita, Y.
    • 雑誌名

      J. Micro/Nanolith. MEMS MOEMS

      巻: 10(3) 号: 3 ページ: 033013-033013

    • DOI

      10.1117/1.3624515

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] 高結晶化度MgSiO_3薄膜創製のためのポストアニール温度探索2013

    • 著者名/発表者名
      宅見健一郎, 土谷明, 森田有亮, 仲町英治
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第88期定時総会講演論文集
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Cristal Design and Generation of a New Biocompatible Piezoelectric Mixed Crystal - Ti Doped MgSiO_3 -Thin Film2013

    • 著者名/発表者名
      K. Nose, E. Nakamachi, Y. Uetsuji
    • 学会等名
      Proc. of 35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Crystal Design and Generation of a New Biocompatible Piezoelectric Mixed Crystal - Ti Doped MgSiO3 -Thin Film2013

    • 著者名/発表者名
      K. Nose, E. Nakamachi, Y. Uetsuji
    • 学会等名
      35th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Crystallographic Process Optimization of Biocompatible Piezoelectric MgSiO3 Thin Film Generation2013

    • 著者名/発表者名
      K. Takumi, Y. Morita, E. Nakamachi
    • 学会等名
      ESB2013-25th European Conference on Biomaterials
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Surface Potential Induced by Cyclic Deformation of BaTiO3 on Osteogenic Differentiation of Rat Bone Marrow Cells2013

    • 著者名/発表者名
      Y.Kato, Y. Morita, E. Nakamachi
    • 学会等名
      ESB2013-25th European Conference on Biomaterials
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Development of High Stiffness Aligned nanofiber/Random microfiber PLA Guide Tube Against Stenosis2013

    • 著者名/発表者名
      A. Tarunaga., Y. Morita, A. Hagiwara, E. Nakamachi
    • 学会等名
      ESB2013-25th European Conference on Biomaterials
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Development of Bio-MEMS Device for Cell Cluster Patterning by Using Dielectrophoresis Method2013

    • 著者名/発表者名
      S. MURAKAMI,Y. MORITA, and E. NAKAMACHI
    • 学会等名
      ASME 2013 International Mechanical Engineering Congress & Exposition
    • 発表場所
      SanDiego, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高結晶化度MgSiO3薄膜創製のためのポストアニール温度探索2013

    • 著者名/発表者名
      宅見健一郎,土谷明,森田有亮, 仲町英治
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第88期定時総会講演会講演論文集,No.134-1
    • 発表場所
      大阪工業大学,大阪,日本
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 生体適合元素添加による高圧電特性MgSiO3圧電混晶の創製2013

    • 著者名/発表者名
      野瀬賢蔵,仲町英治,森田有亮
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第88期定時総会講演会講演論文集,No.134-1
    • 発表場所
      大阪工業大学,大阪,日本
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 変形に伴うBaTiO3の表面電位がラット骨髄細胞の骨芽細胞への分化に及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      加藤優喜,森田有亮,仲町英治
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第88期定時総会講演会講演論文集,No.134-1
    • 発表場所
      大阪工業大学,大阪,日本
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 異なる繊維構造を有するナノファイバー多層チューブの開発2013

    • 著者名/発表者名
      垂永明彦,森田有亮,仲町英治
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第88期定時総会講演会講演論文集,No.134-1
    • 発表場所
      大阪工業大学,大阪,日本
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 生体適合圧電材料MgSiO3による振動発電システムの開発2012

    • 著者名/発表者名
      栗林秀幸, 土谷明, 森田有亮, 仲町英治
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第87期定時総会講演会
    • 発表場所
      関西大学(大阪)
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ユニモルフ圧電片持ち梁を用いた磁力誘起型低周波発電システムの開発2012

    • 著者名/発表者名
      南庸介, 森田有亮, 仲町英治
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第87期定時総会講演会
    • 発表場所
      関西大学(大阪)
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ユニモルフ圧電片持ち梁を用いた磁力誘起型低周波発電システムの開発2012

    • 著者名/発表者名
      南庸介, 森田有亮, 仲町英治
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第87期定時総会講演会講演論文集
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 生体適合元素添加による高圧電特性MgSiO_3圧電混晶の創製2012

    • 著者名/発表者名
      野瀬賢蔵, 仲町英治, 森田有亮
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第88期定時総会講演論文集
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Hierarchical modeling of multigrain and multidomain structures in piezoelectric materials2012

    • 著者名/発表者名
      Uetsuji, Y., Tsuchiya, K., Nakamachi, E.
    • 学会等名
      WCCM2012
    • 発表場所
      SaoPaulo, Brazil
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Development of Enhanced Piezoelectric Energy Harvester Induced by Human Motion2012

    • 著者名/発表者名
      Minami, Y., Nakamachi, E.
    • 学会等名
      34th Annual Int. Conf. of IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      SanDiego, Calfornia, USA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 多層構造を有した生分解性ナノファイバースキャホールドの開発2012

    • 著者名/発表者名
      村越宗一郎,森田有亮,垂永明彦,萩原明於,仲町英治
    • 学会等名
      日本機械学会2012年度年次大会,No.12-1
    • 発表場所
      東京,日本
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] First-Principles Study on Novel Lead-free Piezoelectric Materials2011

    • 著者名/発表者名
      Uetsuji, Y., Tsuchiya, K., Nakamachi, E.
    • 学会等名
      2011 Smart Nano+Micro Materials and Devices, SPIE
    • 発表場所
      メルボルン(オーストラリア)
    • 年月日
      2011-12-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Design of Biocompatible High-piezoelectric BaTiO_3 with Additives2011

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya, K., Akagawa, Y., Uetsuji, Y., Nakamachi, E.
    • 学会等名
      2011 Smart Nano+Micro Materials and Devices, SPIE
    • 発表場所
      メルボルン(オーストラリア)
    • 年月日
      2011-12-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Development of Electric Power Generation System for Bio-MEMS Device by Using A New Bio-compatible Piezoelectric Material MgSiO_32011

    • 著者名/発表者名
      Kuribayashi, H., Morita, Y., Nakamachi, E.
    • 学会等名
      2011 Smart Nano+Micro Materials and Devices, SPIE
    • 発表場所
      メルボルン(オーストラリア)
    • 年月日
      2011-12-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Design and Generation of a New Biocompatible Piezoelectric Material MgSiO_32011

    • 著者名/発表者名
      Nakamachi, E., Uetsuji, Y.
    • 学会等名
      ICAST2011, Int.Conf.Adaptive Struct.And Technol.
    • 発表場所
      コルフ(ギリシヤ)
    • 年月日
      2011-10-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Development of Crystallographic Process Technology for Piezoelectric Actuator for Bio-MEMS Device2011

    • 著者名/発表者名
      Nakamachi, E
    • 学会等名
      COMPLAS2011, International Conference on Computational Plasticity
    • 発表場所
      バルセロナ(スペイン)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Development of Crystallographic Process Technology for Piezoelectric Actuator for Bio-MEMS Device2011

    • 著者名/発表者名
      Nakamachi, E.
    • 学会等名
      Plenary Lecture, Proc. of COMPLAS2011
    • 発表場所
      Barcelona
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Design and Generation of a New Biocompatible Piezoelectric Material MgSiO_32011

    • 著者名/発表者名
      Nakamachi, E. and Uetsuji, Y.
    • 学会等名
      Proc. of ICAST2011, Int. Conf. Adaptive Struct. And Technol., Corf
    • 発表場所
      Greece
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] First-Principles Study on Novel Lead-free Piezoelectric Materials2011

    • 著者名/発表者名
      Uetsuji, Y., Tsuchiya, K. and Nakamachi, E.
    • 学会等名
      Proc. of 2011 Smart Nano+Micro Materials and Devices, SPIE
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Development of Electric Power Generation System for Bio-MEMS Device by Using A New Bio-compatible Piezoelectric Material MgSiO_32011

    • 著者名/発表者名
      Kuribayashi, H., Morita, Y. and Nakamachi, E.
    • 学会等名
      Proc. of 2011 Smart Nano+Micro Materials and Devices, SPIE
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] Modern Aspects of Bulk Crystal and Thin Film Preparation, Chap. 13:Three-Scale Structure Analysis Code and Thin Film Generation of a New Biocompatible Piezoelectric Material MgSiO32012

    • 著者名/発表者名
      Hwang, H., Uetsuji, Y. and Nakamachi, E.
    • 総ページ数
      27
    • 出版者
      InTech. Publisher, Edits. Nikolai Kolesnikov and Elena Borisenko
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://biomate.doshisha.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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