高度に専門化された機器で新しい研究をリードするフレミング

高度に専門化された機器で新しい研究をリードするフレミング

2022/06/12

JONESBORO – アーカンソー州立大学の工学およびコンピューター サイエンス カレッジで取得された高度に専門化された実験装置により、最小規模での材料および生物学的標本の測定が可能になります。

博士 Robert (Drew) Fleming は、機械工学の助教授であり、National Science Foundation (NSF) から A-State への最近の助成金の主任研究者 (PI) です。 NSF の Major Research Instrumentation (MRI) Program を通じて約 580,000 ドルを要求する Fleming の提案が承認され、材料科学と生体材料の研究を行うナノインデンターを取得する道が開かれました。

「このツールは、ナノ材料、虫歯の影響を受けた歯、心臓の細胞と組織、高度な舗装材料、ナノ加工された表面、および半導体量子ドットの機械的特性評価に関する研究をサポートします」とフレミング氏は指摘し、分析した。

そのユニークな性質のため、ナノインデンターは特注で作られています。 11 月に最終注文が行われた後、A-State ラボに設置され、来年 5 月までに試運転される予定です。

ナノインデンターは、「ナノスケール」で材料の機械的特性を測定するために使用されます。 この賞には、生理学的条件下で生体組織の実験を行うための専門的な試験能力も含まれています。 この機能は、メーカーである Bruker によって、特別な製品リクエスト プログラムの一環として開発されました。 これは、この機能を特徴とするために Bruker が作成した最初のツールです。

この賞の共同主任研究員は Dr. 微生物学の助教授であるロバート・シールズ博士は、 土木工学教授のザヒド ホセイン博士は、 Ilwoo Seok 准教授 (機械工学) と Dr. 電気工学の助教授である Paul Minor 博士と、 ニューヨーク工科大学 A ステート オステオパシー医科大学の Viswanathan Rajagopalan 博士は次のように述べています。

「ナノインデンターを取得するために、この名誉ある MRI 助成金を獲得したあなたのリーダーシップに感謝します。 工学・コンピューター科学大学の学部長であるアビジット・バタチャリヤ氏は、フレミング氏に次のように語った。 「これは、私たちの大学と地域における材料研究のゲームチェンジャーになるでしょう。 あなたとあなたの共同PIのチームにお祝いを申し上げます。」

フレミングは、ナノインデンターは、鋭いダイヤモンド圧子が材料に押し付けられたときに材料がどのように変形するかを測定することにより、材料の機械的特性、主に弾性率と硬度を特徴付けるためのツールであると説明しました。

助成金を通じて取得されるナノインデンターには、特別なテスト機能が備わっていると、フレミングは付け加えました。

ほとんどのナノインデンターは、金属のような「硬い」材料のみを確実に測定できます。 これは、生理学的条件を模倣する制御された環境で、生体組織などの「柔らかい」材料も測定するように特別に構成されています」とフレミングは説明しました. 「主な利点は、試験片が壊れるまで変形する必要がある標準的なマクロ スケールの引張試験と比較して、このツールが非常に小さな力と変形でこれらの測定を行えることです。」

ナノスケールとは、ナノメートル単位で測定された長さを指します。 たとえば、1 メートルには 1,000 ミリメートル、1 ミリには 1,000 マイクロメートル、1 マイクロメートルには 1,000 ナノメートルがあります。つまり、1 ナノメートルは 10 億分の 1 メートルです。 参考までに、人間の髪の毛の幅は約 100 マイクロメートルなので、長さスケールでのナノスケール測定は何倍も小さくなります。

「ナノインデンターは、バルク材料を破壊することなく特性を測定できますが、ナノ粒子や個々の細胞などの非常に小さな物体も測定できます」と工学教授は続けました。 「サンプル全体で均一な機械的特性を持たない複合材料の機械的特性も測定できます。」

ナノインデンターのナノスケールの解像度は、非常に少量の材料で機械的特性を測定できることを意味します。

「歯や心臓細胞などの生体材料の場合、疾患に反応してこれらの材料の機械的特性を測定することで、生物学的レベルで発生している材料の変化について洞察を得ることができ、それは疾患の遺伝的起源に関連している可能性があります」と彼は述べています。とも言った。

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