齢者の「脊椎圧迫骨折」などを適用症例とし，注射器などで患部に注入可能なペースト状人工骨（セメント）を開発することである．このセメントの硬化メカニズムが「イノシトールリン酸（IP6）」のキレート結合によることから，筆塗布型有機トランジスタ，酸化物を越えられるか者らはこのセメントを「キレート硬化型骨修復セメント」と呼んでいる．このセメント開発は，神奈川科学技術アカデミー（KAST）の創造展

液晶ディスプレーを駆動するトランジスタ材
料には，モバイル用のポリシリコンは別として，開プロジェクトとして，KSAT と明治大学・現状，a-Si:H の薄膜が広く使われている．しか慶應義塾大学・上智大学との共同研究により推進している．その詳細は以下の URL（http://

し，a-Si:H の 0.5cm2/Vs の移動度では， 高精細化，3D 表示，あるいは，多色化などに不可透明超伝導体の作製に成功した．

www.newkast.or.jp/innovation/labo/aizawa̲
project.html）をご参照いただきたい．

欠な高速駆動は限界に達している．そのため，数多くの超伝導体の大部分は金属材料であり，幾多の問題点を克服し，5 〜 10cm2/Vs の移動金属光沢を有している．また，1986 年に発見

上記の「セメント原料」は人工骨として臨床度を実現できるアモルファス酸化物（IGZO）された銅酸化物超伝導体は黒色であり，透明性応用されている水酸アパタイト（HAp）やリを用いたトランジスタの実用化が始まった．と超伝導性は相容れないものと認識されていた．

ン酸三カルシウム（TCP） を出発物質とし，一方，Pentacene に始まる有機トランジスタ

一方で，透明でありながら電気伝導性を有す

それらの表面を IP6 で修飾したのち，凍結乾燥の研究開発は，有機物の特質を活かす観点から，る材料は透明導電体と呼ばれ，液晶ディスプレして調製される．これを所定の混練液と混ぜて低コスト化が期待できる塗布型材料の開発へとイ，太陽電池，白色発光ダイオードなど，光エペーストとし，所定の時間が経過すると硬化す展開されている．有機トランジスタの作製にはレクトロニクスの分野で広く活躍している．透る．最近，筆者らはこのセメント原料を生体骨移動度の高い多結晶薄膜が用いられる．しかし，明性と超伝導性をあわせ持った材料を実現すると類似した化学組成をもつ「骨ミネラル含有ア

従来の塗布型トランジスタ材料には，溶液プロことができれば，量子コンピュータや超高感度光パタイト（bone-HAp）」にかえることで，従セスによる薄膜の作製時に，溶媒の揮発に伴っセンサーをはじめとする新奇光エレクトロニク

来の HAp をベースにしたセメントよりも骨形て再結晶化が起こるため表面モフォロジーの良スデバイスの開発など様々な応用が期待できる．

成能を大幅に向上させる技術の開発に成功した．

い，均一な多結晶膜を得ることが難しい，また，この透明超伝導体は，従来から超伝導体とし

この bone-HAp は生体骨中のアパタイトを模有機溶媒に難溶なトランジスタ材料の可溶化のて知られていたリチウム酸化物（LiTi2O4）の薄倣してナトリウムやマグネシウム，炭酸などをために導入される炭化水素の側鎖が材料の融点膜合成を精緻に行うことで実現した．具体的にHAp に含有させている．

を大きく低下させ，可溶化できても，実用的なは，薄膜内のリチウム量の調整，成膜時の温度

この bone-HAp から作製したキレート硬化熱安定性が確保できないという問題点があった．

制御，および単結晶基板の選択を行い，合成条型セメントの円柱状試験片をウサギ脛骨骨端部

東京工業大学の半那純一教授，飯野准教授らの件を最適化した．その結果，高品質な LiTi2O4 薄に孔を開けて，左肢に bone HAp セメント，グループは液晶性の有機トランジスタ材料を開膜合成に成功し，室温で低い電気抵抗率 3.3×

右肢に HAp セメントをそれぞれ埋入し，埋入発することによってこれらの問題を解決した．

10-4Ωcm を示す薄膜が得られた．そして，可視4 週後の硬組織反応を調べた．図に示した組織

Ph-BTBT-10 と略称される物質は，極めて結晶

光透過率を計測したところ，60％以上（膜厚：学的所見（トルイジンブルー染色）より，骨組に近い凝集構造をとる高次の液晶相（142℃〜約 170nm） を有することが明らかになった．

織とセメント試験片が直接結合していることが210℃）を発現する．同グループは，この物質さらに，13.3K で超伝導転移を示し，透明な超確認できる．また，画像解析により，各セメンを液晶相温度で溶液から製膜すると，分子ステッ伝導体としては世界最高の転移温度を示した

ト周囲での骨形成率を比較したところ，bone-プが観測されるほど平坦で，均一な多結晶薄膜（Kumataniの作製ができること，さらに，高次の液晶相が（2012））．

., 101, 123103

発現するおかげで結晶化温度（142℃）を超え

今回合成に成功した LiTi2O4 薄膜は，室温にてもトランジスタは壊れないことに加えて，移おいても透明性と電気伝導性に優れているため，動度は 5 〜 10cm2/Vs と高い値を実現できるこ

透明導電体としても実用化できる可能性がある．とを明らかにした．この移動度は，a-Si:H の 10

安価なチタン酸化物であるため，インジウム代替倍，IGZO の移動度に匹敵し，有機 EL 素子の材料としての可能性も秘めている．今後，LiTi2O4駆動用にも利用できる．製膜に〜400℃を必要

薄膜がなぜ透明であるのか，あるいは超伝導状とする IGZO では実現が難しいプラスチック基態においてどのような光学的性質を持つのか等，板を用いた軽量でフレキシブルな表示素子の実メカニズムの解明に向けた研究が期待される．

現に向けて，この成果は重要な一歩と位置づけ

この研究は，最先端研究開発支援（FIRST）プログラム「高性能蓄電デバイス創製に向けたられる．
（東京工業大学半那純一

革新的基盤研究」（中心研究者：水野哲孝），お横浜市緑区長津田町

よび NEDO，科研費の支援を受けて行われた．

像情報工学研究所

連 絡 先： 〒 226-8503（東北大学 准教授 一杉太郎 連絡先：〒 980-4259-J1-2）
URL：http://www.isl.titech.ac.jp/˜hanna/8577

about.html

URL：http://www.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/［2012 年 11 月 13 日原稿受付］

仙台市青葉区片平 2-1-1）

hitosugi̲labo/index.html［2012 年 11 月 14 日原稿受付］

透明超伝導体の開発
東北大学の一杉太郎准教授らの研究グループ（大澤健男助教，白木將講師，熊谷明哉博士

高い骨形成能を備えたキレート硬化型骨修復セメントの開発
我が国は他の先進諸国に先駆けて「超高齢社

り，なおかつ 13.3K の超伝導転移温度を有する会」に突入した．本研究の目的は，例えば，高48（2013）No. 1

図

骨ミネラル含有 HAp 粉体から作製したセメント試験片の組織学的評価：セメントと新生骨が結合している

今後，検体数を増やし，追試する必要がある
が，この bone-HAp セメントを出発原料としたセメントは，従来の HAp セメントよりも高い生体活性を備えた， 低侵襲治療を実現する
ペースト人工骨として期待できる．

研究員ら）は，可視光透過率が 60％以上であセラミックス

HAp セメントの方が HAp セメントよりも約30％も高い骨形成率を示していた．

（明治大学理工学部応用化学科

教授（神奈川科学技術アカデミー「次世代バイオセラミックス」プロジェクト・リーダー兼務），相澤
連 絡 先： 〒 214-8571

守川崎市多摩区東三田

1-1-1，mamorua@isc.meiji.ac.jp）

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