| 研究課題/領域番号 |
25289225
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
松永 克志 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20334310)
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| 研究分担者 |
中村 篤智 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20419675)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 電子状態計算 / 偏析元素 / 表面準位 / アパタイト / 点欠陥 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、骨形成の場であるアパタイト表面を修飾する添加イオンの電子状態を、第一原理解析と検証実験により解明することである。具体的には、第一原理計算に基づく申請者オリジナルの解析手法を駆使し、アパタイト表面を修飾した添加イオンの電子・原子構造と熱力学的安定性を理論解析する。次に、モデル試料合成とその実験解析から、理論計算結果の検証を行い、表面修飾イオンの電子構造を解明する。これらの結果を基に、骨形成過程における添加イオンの役割を電子論的観点から明らかにする。
本年度では、溶液法を用いてアパタイト表面に添加イオンを偏析させた試料を合成することを目指した。Ca(NO3)2と(NH4)2HPO4を原料としてアルカリ条件下でハイドロキシアパタイト結晶を合成した。その結果、数十から数百ナノメートルの結晶粒子を作製することに成功した。さらに、アパタイトの六方晶結晶として安定な(10-10)表面面積が大きな結晶子を得るため、溶液法での反応時間や溶液温度を制御したところ、針状の結晶粒子が一部得られた。しかし体積分率が十分でないため、今後はさらに実験条件の検討を進める。
実験と並行して、密度汎関数理論による表面電子状態計算の条件の検討も行った。水溶媒の存在を考慮した計算を行い、(10-10)面を表面にMg2+およびZn2+を固溶させた計算を行った。その結果、Zn2+と比べて、Mg2+がより表面修飾しやすいことが判明した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
実験条件の検討をさらに行う必要があるが、密度汎関数理論計算は計画以上に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
表面偏析した試料を合成するため、より大きな結晶粒子および計算解析している安定表面が多く露出している結晶粒子の作製を引き続き試みる。またMg2+などの添加についても検討する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
設備備品費や試料合成用粉末・試薬が、当初予定より安価に購入できたため。
次年度の備品購入に充てる。
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