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。

Recently, the progress of medicine has led to the development of artificial devices and the need to strengthen society. In this study, our laboratory independently developed a new method for crystal growth technology application, social requirements, artificial equipment materials, and evaluation of materials for high melting point acids (2000℃), high purity and high quality crystals. The development of new material manufacturing technology has been successfully carried out in the field of ultra-fine materials, such as ultra-fine materials, ultra-fine materials and ultra-fine materials The concrete result of the following is obtained. 1. The establishment of preparation technology of ultra-high melting point acid crystals: the preparation technology of ultra-high melting point acid crystals was established by improving the method of independent development and the preparation technology of ultra-high melting point acid crystals of YAG(Y_3Al_5O_ ) in 2000℃<12>. 2. Establishment of the technology for reducing the diameter of the crystal: the technology for maintaining the diameter of the crucible tip, the shape of the crucible tip and the diameter of the crystal during the crystallization process was realized. 3. Crystallization: The diameter of the crystal is reduced to 150μm, and the radius of the crystal is less than 10cm. The crystallization technology has been established. This fine diameter technology is expected to be used in the future and in various fields.

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》。

Peter Rudolph: "Studies on meniscus and diameter stabilities at the growth of fiber crystals by the micro pulling down method"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 5966-5969 (2000)

Peter Rudolph：“通过微下拉法对纤维晶体生长时弯月面和直径稳定性的研究”Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 5966-5969 (2000)

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）。