Osaka Univ. Nakano Lab., 大阪大学中野研究室

Osaka Univ. Nakano Lab., 大阪大学中野研究室 大阪大学大学院工学研究科マテリアル生産科学専攻マテリアル科学コース

結晶学や結晶塑性学などの材料工学で培われた評価・解析・制御法を生体組織ならびにそれを代替もしくは誘導する生体材料の構造・機能特性の解明に適用し、生体物性の評価、生体組織再生技術の開発、生体材料の創製を目指した教育と研究を行っています。とりわけ生体組織に特徴的な階層ごとの異方性配列・構造に注目し、生体を含む特殊環境下でさえも高機能発現を可能とする材料を創製するための “異方性の材料科学” ともいうべき新たなジャンルの学問体系を築くことを目的としています。

2024.08.23【行事】中野研の院試お疲れ様会を行いました。今年は3名の修士課程受験(4名は推薦入試で既に合格)、5名の博士後期課程受験でした。暑い夏を乗り切って、無事全員合格を願っています!
25/08/2024

2024.08.23

【行事】中野研の院試お疲れ様会を行いました。
今年は3名の修士課程受験(4名は推薦入試で既に合格)、5名の博士後期課程受験でした。暑い夏を乗り切って、無事全員合格を願っています!

25/08/2024

2024.2.14
【修論】修士論文発表会が行われました。
中野研の5名(大原 秀真君、木澤 雄太君、北上 真幸君、丹羽 陽一朗君、百歩 明君)が修士論文の発表をしました。M2の皆さん、お疲れ様でした。

25/08/2024

2024.1.31
【書籍】中野先生が分担執筆した『傾斜機能材料ハンドブック』が2024年2月15日に発刊されます。
萩原幸司、徳永透子、中野貴由(分担):
第II編 第1章 第2節 超高温耐用複相シリサイド合金の開発、
傾斜機能材料ハンドブック、株式会社エヌ・ティー・エス、pp152-165、2024年2月15日発刊、ISBN: 978-4-86043-776-3
http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/0fd9f63530e9607f5399bbf79356612306de0556.pdf

25/08/2024

2024.1.29
【招待講演】中野先生が熱処理技術セミナーで金属3Dプリンターに関する講演を行いました。
中野貴由:
金属3Dプリンティングによる集合組織制御と高機能化~近未来の新設計に向けて~、
熱処理技術セミナー(2023年度第4回)-熱処理応用講座―、粉末會舘(東京)、2024年1月29日10:00~11:30.

25/08/2024

2024.1.27
【論文】Bone誌(IF=4.1)に骨密度よりも、骨基質の配向性が骨の力学機能適応に強く効くこと示した論文がOA論文として掲載されました。
Jun Wang, Takuya Ishimoto, Tadaaki Matsuzaka, Aira Matsugaki, Ryosuke Ozasa, Takuya Matsumoto, Mikako Hayashi, Hyoung Seop Kim, Takayoshi Nakano*:
Adaptive Enhancement of Apatite Crystal Orientation and Young's Modulus Under Elevated Load in Rat Ulnar Cortical Bone,
Bone, 181, (2024), 117024: 1-10.
https://doi.org/10.1016/j.bone.2024.117024

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Abstract
Functional adaptation refers to the active modification of bone structure according to the mechanical loads applied daily to maintain its mechanical integrity and adapt to the environment. Functional adaptation relates to bone mass, bone mineral density (BMD), and bone morphology (e.g., trabecular bone architecture). In this study, we discovered for the first time that another form of bone functional adaptation of a cortical bone involves a change in bone quality determined by the preferential orientation of apatite nano-crystallite, a key component of the bone. An in vivo rat ulnar axial loading model was adopted, to which a 3-15 N compressive load was applied, resulting in approximately 440-3200 μɛ of compression in the bone surface. In the loaded ulnae, the degree of preferential apatite c-axis orientation along the ulnar long axis increased in a dose-dependent manner up to 13 N, whereas the increase in BMD was not dose-dependent. The Young's modulus along the same direction was enhanced as a function of the degree of apatite orientation. This finding indicates that bone has a mechanism that modifies the directionality (anisotropy) of its microstructure, strengthening itself specifically in the loaded direction. BMD, a scalar quantity, does not allow for load-direction-specific strengthening. Functional adaptation through changes in apatite orientation is an excellent strategy for bones to efficiently change their strength in response to external loading, which is mostly anisotropic.

Keywords
Functional adaptation; Bone strength; Apatite orientation; Bone quality: In vivo loading
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S8756328224000139?via%3Dihub

25/08/2024

2024.1.27
【論文】密着性を向上させたZnコーティングによるTiの抗菌性向上に関する国際共同研究がMaterials Today Communications(IF=3.8)に掲載されました。
Ming Li, Qiang Li*, Jiawei Yang, Mitsuo Niinomi, Takayoshi Nakano:
Preparation and Antibacterial Activity of Zn Coating on Pure Ti with Enhanced Adhesion,
Materials Today Communications, 38, (2024), 1-10
https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2024.108149

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Abstract
A titania nanotubes layer was prepared as an intermediate layer on pure Ti via anodic oxidation, and subsequently, a Zn-containing coating was electrochemically deposited. The influence of the deposition parameters on the Zn content was studied using an orthogonal experiment. The obtained coatings were characterized using scanning electron microscopy, energy-dispersive spectroscopy, X-ray diffraction, and X-ray photoelectron spectroscopy, and their adhesion was measured using a scratch test. The deposition time had the greatest effect on the Zn content of the electrodeposited samples, whereas the deposition temperature had the smallest effect. After the electrodeposition, Zn was uniformly distributed on the surface and existed mainly as a simple substance. The adhesion was only 10.9 N in the Zn-free sample; it increased with increasing Zn content of the samples, and reached a maximum value of 22.4 N in the sample with a Zn content of approximately 16%. The samples with Zn-containing coatings exhibited strong antibacterial effects against E. coli and S. aureus, and the antibacterial effect increased with increasing Zn content. Cell viability was above 80%, indicating that the Zn-containing coating is a good candidate as an antibacterial coating for biomedical applications.

Keywords
Zn-containing coating; Electrochemical deposition; Orthogonal experiment; Adhesion; Antibacterial property; Pure Ti
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352492824001296?via%3Dihub

25/08/2024

2024.1.25
【書籍】中野先生が分担執筆した書籍「新・力を診る~臨床と研究の接点」が出版されました。
中野貴由(分担執筆):新・力を診る、(編著)市川哲夫、森本達也、熊谷真一医歯薬出版株式会社、2024年1月25日出版
ISBN978-4-263-46177-8
澤瀬隆、黒嶋伸一郎、中野貴由:骨のバイオロジー、pp.76~82.

2024.1.25【新聞】日刊工業新聞に配向化による骨強度上昇に関する記事が掲載されました。強度上昇、配向性が寄与―生体骨への負荷大きいほど高く 阪大など発見:日刊工業新聞、2024年1月25日、27面、科学技術・大学欄トップ記事
25/08/2024

2024.1.25
【新聞】日刊工業新聞に配向化による骨強度上昇に関する記事が掲載されました。
強度上昇、配向性が寄与―生体骨への負荷大きいほど高く 阪大など発見:日刊工業新聞、2024年1月25日、27面、科学技術・大学欄トップ記事

2024.1.17【論文】The International Journal of Advanced Manufacturing Technology(IF=3.4)に論文がOAとして掲載されました。Ozkan Gokcekaya*, Al...
25/08/2024

2024.1.17
【論文】The International Journal of Advanced Manufacturing Technology(IF=3.4)に論文がOAとして掲載されました。
Ozkan Gokcekaya*, Ali Günen, Ferhat Ceritbinmez, Abdollah Bahador, Takayoshi Nakano, Melik Çetin:
Wire-EDM performance and surface integrity of Inconel 718 with unique microstructural features fabricated by laser powder bed fusion,
The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, (2024), 1-16
https://doi.org/10.1007/s00170-023-12924-7
 
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Abstract
Inconel 718 alloy is difficult to machine using conventional methods due to its physical properties. Thereby, additive manufacturing (AM) of IN718 components with near-net shapes has been extensively studied. Even though AM processes provide shape and size accuracy, there is still the need for the machining of the AM-processed components to achieve the final shape of a component. Laser powder bed fusion (LPBF) has been successfully utilized to fabricate near-net shape IN718 components; moreover, the microstructure of LPBF-IN718 was unique owing to the AM processing, resulting in differences in grain size, grain boundary characteristics, and grain orientations. Furthermore, these microstructural characteristics are expected to alter the machining performance of IN718. Therefore, this study investigated the wire electro-discharge machining (WEDM) performance of LPBF-718 samples compared to wrought IN718 while focusing on the unique microstructure characteristics of LPBF-IN718 samples (lamella, single-crystal, ploy-crystal). Three different cutting strategies (rough, semi-finish, and finish) were implemented to understand the performance of the multi-pass cutting phenomenon and its effect on the surface of IN718. For all samples, rough (single pass) cutting displayed high roughness, while finish (three passes) cutting exhibited good surface quality. Compositional analyses on the machined surface showed debris formation including Zn and Cu-containing recast material, indicating wire erosion. The surface of single-crystal LPBF-IN718 after the WEDM process was smooth owing to its large grain size and less amount of grain boundary, resulting in slow cutting speed but a good surface finish. Thus, this study, for the first time, investigated the effect of unique microstructural characteristics of LPBF-fabricated IN718 on WEDM performance and machined surface quality.
https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-023-12924-7

Inconel 718 alloy is difficult to machine using conventional methods due to its physical properties. Thereby, additive manufacturing (AM) of IN718 components with near-net shapes has been extensively studied. Even though AM processes provide shape and size accuracy, there is still the need for the m...

25/08/2024

2024.1.12
【MMI】中野先生がMetals and Materials International (MMI)のeditorial committee memberになりました。

25/08/2024

2024.1.12
【特別講演会】金子 真 先生(名城大教授・大阪大名誉教授)に特別講演会(第2回)を行っていただきました。
名城大学大学院理工学研究科 教授
大阪大学 名誉教授
 金子 真 先生
タイトルその1:Biomimetic(生き物から学ぶ)
タイトルその2:ハイパーヒューマン、Beyond Human Technology
大阪大学材料系R2棟マテリアル会議室、2024年1月12日

住所

山田丘2-1 R2/713
Suita-shi, Osaka
565-0871

アラート

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