微生物の生化学反応と光制御技術を応用した材料微細加工プロセスに関する研究

应用微生物生化反应和光控技术的材料微加工工艺研究

基本信息

批准号：
04J07800
负责人：
宮野泰征
金额：
$ 2.18万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

微生物腐食事例をもとに、実験室での再現実験により、原因微生物種を特定し、いくつかの金属における微生物腐食の発生因子の解明を行った。特に、金属材料表面に好気性細菌が形成するバイオフィルムが腐食発生に及ぼす影響について検討をおこなった。微生物腐食の原因微生物を対象に、材料学、微生物学的見地から腐食誘発因子を検討し、腐食発生部位のコントロール、腐食速度の向上に関する検討を行った。これより、バイオフィルムを微生物の生化学的反応層とする微生物を利用した加工プロセスの可能性を示した。様々な純金属、合金の微生物への影響を評価した。金属イオンの環境への溶出挙動、金属表面での微生物の生死挙動、金属の微生物細胞への影響について、イオン分析結果、TEM観察結果等をもとにした検討を行った。微生物腐食の発生因子である微生物の付着挙動に対する、金属の材料学的因子の影響について検討を行った。粒界性格、材料の毒性、粒界径等が微生物の付着挙動に及ぼす影響について検討を行った。強ひずみ加工プロセス(ARB法)により超微細粒組織を作成し、ミクロ組織と微生物の付着特性についても検討した。光触媒材料の代表である酸化チタンの溶射法による皮膜創製プロセスの開発を行い、微生物の殺菌挙動等の性能から、微生物制御の可能性を評価した。パルスレーザーを光源としたプラズマ紫外光を利用した殺菌方法、光ファイバーを使った微小空間の微生物の生死領域の制御方法に関する検討を行った。腐食モニタリング模擬試験環境を使用し、電気化学的観点から、微生物腐食の誘発因子の影響を評価するための研究を行った。特に、バイオフィルムモニタリングシステムを導入した実験系を構築し、生物学的因子が金属の腐食に及ぼす影響についても検討を行った。

基于微生物腐蚀的例子，我们在实验室进行了繁殖实验，以确定致病微生物种类并阐明导致多种金属发生微生物腐蚀的因素。特别是，我们研究了金属表面需氧细菌形成的生物膜对腐蚀的影响。针对引起微生物腐蚀的微生物，从材料学和微生物学的角度研究腐蚀诱发因素，研究控制腐蚀发生部位、提高腐蚀速率的方法。这证明了利用生物膜作为微生物生化反应层的微生物加工工艺的可能性。我们评估了各种纯金属和合金对微生物的影响。我们根据离子分析结果、TEM观察结果等研究了金属离子向环境中的洗脱行为、微生物在金属表面的行为以及金属对微生物细胞的影响。我们研究了金属材料因素对微生物粘附行为的影响，即引起微生物腐蚀的因素。我们研究了晶界特征、材料毒性、晶界尺寸等对微生物粘附行为的影响。采用强应变处理工艺（ARB法）创建超细晶粒结构，并研究了微生物和微生物的粘附特性。我们开发了一种使用氧化钛（一种典型的光催化材料）热喷涂的成膜工艺，并根据微生物灭菌行为等性能评估了微生物控制的可能性。我们研究了使用脉冲激光作为光源的等离子紫外线灭菌方法，以及使用光纤控制微观空间中微生物生死区域的方法。利用腐蚀监测模拟测试环境，从电化学角度评估微生物腐蚀诱发因素的影响。特别是，我们构建了一个包含生物膜监测系统的实验系统，并研究了生物因素对金属腐蚀的影响。