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大気圧プラズマによるバイオマテリアルプロセスや生体組織プロセスの表面反応過程やその物理化学的機構の解明は、今後の人工臓器や医療機器開発の発展に極めて重要な科学的・工学的課題である。本研究は、こうした観点から、タンパク質等の有機高分子膜の大気圧プラズマプロセスにおけるプラズマ表面相互作用の表面反応基礎過程を、ビーム実験と原子レベルシミュレーションを用いて解明することを目的とした。最終年度である今年度は、イオンビームシステムおよび分子動力学（MD）シミュレーションを用いて、有機高分子膜表面と各種イオン・ラジカル入射の相互作用を解析した。具体的には、過去２年間、イオンビームと有機高分子膜PMMA（ポリメチルメタクリレート）の相互作用、大気圧プラズマジェットを用いたフィブロネクチン等のタンパク膜の相互作用、人工骨として使われるハイドロキシアパタイト等の表面改質とその表面解析、さらに、表面改質された人工骨と生体の相互作用を調べ、また、PMMA のMDシミュレーションにより、プラズマ処理中の表面緩和プロセスの詳細を明らかにしてきた経緯をうけ、本年度は、異なる材料のプラズマ表面相互作用解析の例として、多孔質ハイドロキシアパタイトの表面改質後の表面状態の解析を行った。さらに、数値シミュレーションでは、有機ポリマーのプラズマ照射によるスパッタリングの影響などを、より定量的にモデル化するための、表面緩和モデルをMDシミュレーションに導入し、各種スパッタリングイールドが実験値に極めて近い値を得ることに成功した。
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