高野則之 研究室

電気化学的陰極チャージ法を用いて水素チャージを行い、鉄、ニッケル、アルミニウムなどの材料について水素拡散特性、水素脆化特性を明らかにしてきた。また、鉄単結晶やニッケル単結晶を用いて、フラクトグラフィーからこれらの材料中の水素脆化き裂進展過程を明らかにした。現在、水素関連材料として多用されているオーステナイト系ステンレス鋼の水素脆性機構の解明に取り組んでいる。水素脆性機構については、従来から幾つかのモデルが提案されているが、実験的に実証する事が難しい。そこで、専用のコードを開発し、計算機シミュレーションによる解明にも取り組んでいる。さらに、元素添加や表面処理により水素脆化を抑制する方法についても検討している。

人工股関節置換術において近年全長の短いショートステムが用いられるようになってきた．ショートステム は低侵襲性や再置換のしやすさ，さらに応力伝達性において従来の長いステムより有利である．応力伝達性は，力が作用しないと骨が痩せることで骨折のリスクを生じるために長期的に重要な因子である．しかし，短いために大腿骨への挿入位置や角度の自由度が大きく，適切な挿入角度（アライメント）が明確にはなっていない．本研究では，ショートステムのアライメントによって大腿骨への応力伝達性がどのように変化するかを明らかにし，症例に応じて最適なアライメントを提案することを目的としている．

人工関節を代表とするインプラントやその緩衝材として用いられえる骨セメントなどは、長期間の体内留置において、劣化して再置換が必要になるケースが度々生じている。劣化の要因を明確にし、半永久的に使用できるインプラント材を開発している。また、逆に骨の再生にあわせてインプラント自体が分解し、やがてすべてが生体骨に置き換わるようなインプラント材の開発を行っている。

医療や看護分野でのニーズに対応した機器の開発を行っている。左の写真は、術後腹腔内から排出される体液や血液などを回収するドレーナージにおいて、排液中の血液成分であるヘモグロビン濃度を判別し、患部からの出血を早期発見するための装置である。右の写真は、血糖値検査のための採血の際に誤って指に穿刺しないために開発した穿刺補助具である。

不規則合金の電子状態を実験的なパラメータを用いずに非経験的に求める第一原理計算コードを開発してきた。本コードでは完全な不規則合金の電子状態はもとより、結晶構造に関するパラメータや磁気モーメントなどの物性を予測することができる。さらに、短距離秩序を含む合金の物性予測も可能である。現在、侵入型不純物の導入と精度と信頼性を向上させる研究を行っている。また、古典的な分子動力学法を用いて引張挙動など動的な物性を予測する研究も行っている。この場合、原子間ポテンシャルの選択が重要であるが、合金の原子間ポテンシャルついて汎用性がありなおかつ信頼性の高いものがないため、簡便で利用性の高い原子間ポテンシャルの計算法についても研究を行っている。