マイクロ引き下げ法による医療応用ファイバー単結晶新素材の開発

利用微拉法开发医疗用新型单晶纤维材料

• 批准号: 12750592
• 负责人: 吉川 彰
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750592/
• 关键词: 超高温酸化物; 人口臓器応用素材; ファイバー技術; サファイアファイバー; アパタイトファイバー; 単結晶ファイバー; 人工臓器; 融液成長; マイクロ引下げ法; 酸化物

最近、医学の進歩により生体からの拒絶反応のない素材による人工臓器の開発は極めて強い社会的要請を受けている。本研究においては、本研究室独自開発のマイクロ引き下げ法という新結晶成長技術を用いて、社会的要求に応じて、人工臓器応用素材として評価されているサファイヤ(2000℃)、アパタイト(1680℃)などの超高融点酸化物に対して、超高純度・高品質ファイバー単結晶の融液成長方法を確立した。特筆すべきは、flexibilityをもつ超微細ファイバーのための細径化法を確立し、フレキシブル酸化物単結晶ファイバーという新素材作製技術開発に成功したことである。具体的には、以下のような結果が得られた。1.超高融点酸化物単結晶ファイバー作製技術の確立:独自開発のマイクロ引き下げ法に改良を加えて、2000℃域の超高融点をもつsapphire、YAG(Y_3Al_5O_<12>)およびいろいろな共晶体などの高融点酸化物単結晶ファイバーの作製技術を確立した。2.ファイバーの細径化技術確立:ファイバー結晶作製時には坩堝先端にメニスカスを保持するが、この坩堝先端の形状とファイバー結晶の径の間に強い相関関係が存在するのを見出しており、この解析結果を応用し、直径150μmφまでの細いファイバーを作製する技術を実現した。3.フレキシブルファイバー単結晶作製:細径化が150μmφに達したことにより、10cm以下の巻取り半径をもつフレキシブルなファイバー単結晶作製技術が確立された。この細径化技術は今後、多様な分野への応用が期待される。

最近，医学的进步已经收到了非常强大的社会需求，以开发由没有生物生物体拒绝的材料制成的人造器官。在这项研究中，我们建立了一种方法，用于增强超高纯度，高质量的纤维单晶，用于超高熔点氧化物，例如Sapphire（2000°C）和磷灰石（1680°C）（1680°C），使用我们的实验室需求，使用新的晶体生长技术，这些新的晶体生长技术被高度重视为人工器官应用的材料。特别值得注意的是，我们已经建立了一种降低具有灵活性的超细纤维直径的方法，并成功开发了一种用于制造称为柔性氧化物单晶纤维的新材料的技术。具体而言，获得了以下结果。 1。建立用于制造超高熔点氧化物单晶纤维的技术：我们改进了自己的微型下降方法，以建立技术来制造高熔点氧化物的单晶纤维，例如蓝宝石，YAG（y_3al_5o_ <12>）和各种融化的技术，这些纤维具有超高融化点的融化点。 2。建立用于减少纤维直径的技术：制造纤维晶体时，弯月面在坩埚的尖端上保持，但是我们发现，在坩埚尖端的形状和纤维晶体的直径之间存在很强的相关性，并且通过将这种分析结果实现了薄纤维的技术，将其实现为150的技术。 3。柔性纤维单晶制造：稀疏直径达到150μmφ，并且已经建立了柔性纤维单晶制造技术，其绕组半径为10 cm或更少。预计将来将应用这种稀疏技术。

项目成果

A.Yoshikawa: "Atomic force microscopy study on sapphire/YAG eutectic fiber"Applied Physics A,Materials science & Processing. (In press).

A.Yoshikawa：“蓝宝石/YAG共晶纤维的原子力显微镜研究”应用物理A，材料科学

Jong-Ho Lee: "Microstructure of Al_2O_3/ZrO_2 eutectic fibers grown by micro-pulling-down method"J.Cryst.Growth. 222. 791-796 (2001)

Jong-Ho Lee：“微下拉法生长的Al_2O_3/ZrO_2共晶纤维的微观结构”J.Cryst.Growth。

G.Boulon: "Structure and spectroscopic characterization of nominal Yb_<3+> : Ca_8La_2(PO_4) oxyapatite single crystal fibers grown by micro-pulling-down method"Advanced Materials. 4. 264-270 (2001)

G.Boulon：“微下拉法生长的标称Yb_3>：Ca_8La_2(PO_4)氧磷灰石单晶纤维的结构和光谱表征”《先进材料》。

Jong-Ho Lee: "Microstructure of Y_2O_3 Doped Al_2O_3/ZrO_2 Eutectic Fibers Grown by the Micro-Pulling Down Method"J.Cryst.Growth. (accepted).

Jong-Ho Lee：“微拉法生长的Y_2O_3掺杂Al_2O_3/ZrO_2共晶纤维的微观结构”J.Cryst.Growth。

George Boulon: "Structure and Spectroscopic Characterization of Nominal Yb^<3+> : Ca_8La_2(PO_4)_6O_2 Oxiyapatite Single Crystal Fibers Grown by the Micro-Pulling-Down Method"Adv.Mater.. (accepted).

George Boulon：“标称 Yb^<3> 的结构和光谱表征：Ca_8La_2(PO_4)_6O_2 Oxiyapatite Single Crystal Fibers Grown by the Micro-Pulling-Down Method”Adv.Mater..（已接受）。