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Latest 30 articles

2025.10.16

【招待講演】中野先生が第40回日本整形外科学会基礎学術集会(石橋恭之会長、青森)で招待講演を行いました。

中野貴由：骨配向性に着目した三次元積層造形による脊椎スペーサーの研究開発

共同シンポジウム3「バイオマテリアル研究の実用化へ向けて」（座長：松田秀一先生、京本政之先生）
2025年10月16日（木）10:40-12:10、第6会場（ホテル青森 3F善知鳥）

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2025.10.09

【受賞】宮澤君が、日本チタン学会 講演大会（2025年度）（直江津）にて、最優秀ポスター賞を受賞しました。

宮澤啓太郎、小笹良輔、中野貴由：
最優秀ポスター賞、L-PBFにおける窒素ガス雰囲気を利用したTi-42Nb合金の高強度化、
第5回日本チタン学会講演大会（2025年度）、日本チタン学会、
2025年10月10日、直江津学びの交流館

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2025.10.09

【学会】第5回日本チタン学会 講演大会（2025年度）（＠直江津学びの交流館、10月9,10日）に参加し、以下の発表を行いました。

一般講演
〇小笹 良輔、中野 貴由:
L-PBFによるTi基合金の組成に応じた微細組織と力学特性の制御

〇Ozkan Gokcekaya, Takayoshi Nakano:
Design of Bio High-Entropy Alloys with Suppressed Elemental Segregation for Laser Powder Bed Fusion Process

ポスターセッション
〇宮澤 啓太郎、小笹 良輔、中野 貴由:
L-PBFにおける窒素ガス雰囲気を利用したTi-42Nb合金の高強度化

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2025.09.29

【講演】中野先生がセラミックス3D積層造形研究会 2025年度第1回研究会にて講演を行いました。

中野貴由先生が、一般社団法人日本ファインセラミックス協会にて開催された「セラミックス3D積層造形研究会 2025年度第1回研究会」において、 「結晶性材料の積層造形による形状・結晶配向性制御と骨医療デバイス応用」 と題したご講演を行いました。

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2025.09.26

【受賞】日本金属学会2025年（第177回）秋期講演大会ポスターセッションにて、M1の竹下君、M2の内芝君が優秀ポスター賞を受賞しました。

特異な直交性⾻基質配向化制御機構の解明と⽣体組織配向性への影響
○⽵下 恭平、中⻄ 陽平、松坂 匡晃、松垣 あいら、中野 貴由
第45回優秀ポスター賞、北海道大学、2025年9月17日

レーザ粉末床溶融結合を⽤いたTi準結晶の創製と組織解析
○内芝 旭祥、⼩笹 良輔、佐藤 和久、中野 貴由
第45回優秀ポスター賞、北海道大学、2025年9月17日

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2025.09.24

【お祝い】中野研究室のメンバーで中野先生の58歳の誕生日をお祝いしました。

2025年9月22日に中野先生が58歳の誕生日を迎えられました。研究室のメンバー一同でケーキを用意し、日頃のご指導への感謝を込めてお祝いしました。

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2025.09.23

【論文編集】中野先生がAdditive Manufacturingをはじめとした材料開発と新プロセスに関する新規の論文誌、"Journal of Innovations in Materials and Manufacturing Engineering (JIMME)" の編集委員に就任しました。オーストラリアのScilight Pressから出版され、チーフエディターはテキサス大のProf. L. E. Murrです。

中野先生がAdditive Manufacturingをはじめとした材料開発と新プロセスに関する新規の論文誌、"Journal of Innovations in Materials and Manufacturing Engineering (JIMME)" の編集委員に就任しました。オーストラリアのScilight Pressから出版され、チーフエディターはテキサス大のProf. L. E. Murrです。

AIMS
Journal of Innovations in Materials and Manufacturing Engineering (JIMME) is an international, peer-reviewed, multidisciplinary journal that provides a platform for disseminating high-quality original research and critical reviews in materials and manufacturing engineering. The journal serves both the academic and industrial communities, fostering the exchange oof cutting-edge knowledge and innovations. It aims to highlight contemporary advances and future developments, with particular emphasis on the practical applications of novel materials and manufacturing technologies. It is published quarterly online by Scilight Press, Melbourne, Australia.
Scope of the Journal
JIMME covers a broad range of topics encompassing new materials, processes, and technologies applied to manufacturing engineering and product development, with special focus on innovations in additive manufacturing and related emerging processes. Topics of interest include, but are not limited to:
•    Novel materials development, synthesis, applications, and methodologies in advanced manufacturing processes, particularly across the full spectrum of 3D printing technologies.
•    Multifunctional material and device design, covering metals and alloys (including high-entropy alloys, superalloys, and superplastic alloys), composite materials, electronic and optical materials, nanomaterials, biomaterials, 2D materials, and other advanced material systems.
•    Innovations in materials processing, including hybrid and multi-material manufacturing approaches.
•    Characterization, optimization, and simulation of materials and manufacturing processes, with an emphasis on modelling, artificial intelligence-driven design, and digital manufacturing applications

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2025.09.17

【学会】日本金属学会2025年（第177回）春期講演大会（@北海道大学、9月17日～9月19日）に参加しています。

中野研究室のメンバー（＋名工大萩原教授、富山大松田教授、富山大石本先生、熊本大山崎教授、産総研李先生）で集合写真を撮影しました。


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2025.09.17

【学会】中野研究室のメンバーが日本金属学会2025年（第177回）春期講演大会（@北海道大学、9月17日～9月19日）に参加します。

9月17日

〇小笹良輔、中野貴由：
[S5.28] [基調講演] L-PBFにより創製したBCC型Ti含有合金の急冷凝固組織

〇重永 徹平、松坂 匡晃、松垣 あいら、中野 貴由：
[P127] PBF-LB法による高分子材料中の高次組織配向制御

〇山野 大陸、山田 夏子、松垣 あいら、石本 卓也、中野 貴由：
[P129] ヒト頭蓋骨における階層的な異方性骨微細構造の解明

〇竹下 恭平、中西 陽平、松坂 匡晃、松垣 あいら、中野 貴由：
[P312] 特異な直交性骨基質配向化制御機構の解明と生体組織配向性への影響

〇平田 渉悟、小笹 良輔、石本 卓也、佐藤 和久、今野 晋也、石田 清仁、中野 貴由：
[P315] L-PBFによる炭化物析出強化型Co基超合金の微細組織制御と力学特性

〇内芝 旭祥、小笹 良輔、佐藤 和久、中野 貴由：
[P321] レーザ粉末床溶融結合を用いたTi準結晶の創製と組織解析

9月18日

〇松坂 匡晃、田中 謙次、大原 秀真、松垣 あいら、中野 貴由：
159 OCNの翻訳後修飾による耳小骨配向性制御と聴覚機能維持機構の解明

〇松垣 あいら、渡邊 稜太、中野 貴由：
160 慢性炎症モデルにおける骨基質配向性変化と感染抵抗性への影響

〇宮澤 啓太郎、小笹 良輔、中野 貴由：
[S5.30] レーザ粉末床溶融結合における窒素雰囲気ガスがTi-42Nb合金の微細組織と力学特性に及ぼす影響

9月19日

〇ゴクチェカヤ オズカン、中野 貴由：
186 Hydrogen embrittlement behavior of Ni-based alloy fabricated by laser powder bed fusion

〇菊川 泰地、石本 卓也、眞山 剛、中野 貴由：
[S5.37] L-PBF を利用した Ni 基合金への人工界面構造導入による高強度化の体系的理解

〇星野 壮希、石本 卓也、Gokcekaya Ozkan、眞山 剛、多根 正和、中野 貴由：
[S5.38] PBF-LB/Mを用いた形状・結晶方位制御によるNi基IN718の力学機能設計

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2025.09.12

【報道】9月11日の産総研・中部大学・大阪大学・名古屋工業大学からのプレスリリースを受けて、多数の報道がなされました。

9月11日の産総研・中部大学・大阪大学・名古屋工業大学からのプレスリリースを受けて、多数の報道がなされました。

★日刊工業新聞
★Ｎｅｗｓウェーブ２１
★共同通信
★下野新聞
★沖縄タイムス+
★北海道新聞デジタル
★秋田魁新報社
★FM FUKUOKA
★山梨日日新聞デジタル

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2025.09.11

【プレスリリース】Advanced Healthcare Materialsの研究論文掲載に関して、産総研・中部大・大阪大・名古屋工業大からプレスリリースがされました。

Sungho Lee*, Hayato Asano, Makoto Sakurai, Takayoshi Nakano, and Toshihiro Kasuga:
Preparation of Bifunctional Orthosilicophosphate MgO-CaO-ZnO-P₂O₅-SiO₂ Glasses: in vitro Evaluation of Antibacterial Activity and Osteoblast Gene Expression Behavior, Advanced Healthcare Materials, (2025), e02546; 1-11.

DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202502546

プレスリリースはこちら

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2025.09.09

【行事】毎年恒例の研究室旅行を行い大いに盛り上がりました。

9月8日、9日は中野研究室の毎年恒例行事である研究室旅行を実施しました。
今年はM1の学生が中心となって計画してくれ、観光やレクリエーションを通じて大いに盛り上がりました。

image0.jpeg城崎温泉にて

image0.jpeg天橋立にて

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2025.09.06

【論文】Advanced Healthcare Materialsに、リン酸塩系バイオガラスの抗菌性と骨芽細胞応答に関する研究論文がOA論文として掲載されました。

Sungho Lee*, Hayato Asano, Makoto Sakurai, Takayoshi Nakano, and Toshihiro Kasuga:
Preparation of Bifunctional Orthosilicophosphate MgO-CaO-ZnO-P₂O₅-SiO₂ Glasses: in vitro Evaluation of Antibacterial Activity and Osteoblast Gene Expression Behavior, Advanced Healthcare Materials, (2025), article number e02546.

DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202502546

論文はこちら
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Abstract
Phosphate and phosphate invert glasses contain various elements, with a wide range of compositions. Recently, our group reported orthosilicophosphate glasses (SPGs) and the glass network structure composed of orthophosphates and orthosilicates crosslinked by cations. ZnO is an intermediate oxide that improves the chemical durability of glass. Additionally, Zn2+ ions exhibit antibacterial activity and stimulate bone formation. In this work, ZnO-containing SPGs are prepared for biomedical applications. The glasses are mainly composed of PO4, SiO4, MgO4, and ZnO4 orthotetrahedral structures. The ZnO-containing SPGs exhibit excellent antibacterial activity, with bacterial counts > 5 orders of magnitude lower than that of the control. Meanwhile, ZnO-containing SPGs have mild inhibitory effects on cell proliferation by Zn2+ ions; however, they exhibit significant upregulation of osteogenic markers compared with the control owing to the release of inorganic ions from the glasses. The ZnO-containing SPGs prepared in this work exhibit bifunctional properties suitable for biomedical applications. They serve as bioadaptive materials capable of controlling gene expression by releasing therapeutic ions.

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2025.09.05

第67回歯科基礎医学会学術大会で講演を行いました。

日本学術会議シンポジウム（市民公開講座）「マテリアルとライフの融合サイエンス」
「骨質再建のための材料表面/生物相界面反応理解とその人為的制御」
松垣 あいら、 中野 貴由 北九州国際会議場　A会場（メインホール）

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写真：オーガナイザーの塙隆夫先生、松本卓也先生、樋田京子先生、石丸直澄先生、大矢根綾子先生とともに。

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2025.09.03

【受賞】日本AM学会第一回講演大会で中野研関連のポスタープレゼンテーションが優秀ポスター賞を受賞しました。

塑性ひずみ不適合界面の導入によるマグネシウム合金の高強度化に関する結晶塑性解析
○山口貴央、眞山剛、小笹良輔、中野 貴由
日本AM学会第1回講演大会優秀ポスター賞、東京都立産業貿易センター浜松町館、2025年9月3日

L-PBF法を活用した形状と異方性 / 等方性材質の頂上によるIN718のカスタム力学機能設計
○星野壮希、石本卓也、Ozkan Gokcekaya、眞山剛、多根正和、中野貴由
日本AM学会第1回講演大会優秀ポスター賞、東京都立産業貿易センター浜松町館、2025年9月3日

Na2Ti3O7-supported Ru catalyst: ambient CO2 methanation and application in 3D reactor
○Takayoshi Nakano, Hiromi Yamashita, Kohsuke Mori
日本AM学会第1回講演大会優秀ポスター賞、東京都立産業貿易センター浜松町館、2025年9月3日

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2025.09.03

【新聞】日刊工業新聞に日本AM学会第一回講演大会の様子が掲載されました。

金属3D造形　産学官結集　AM学会、初講演大会に500人
日刊工業新聞　2025年9月3日

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2025.09.03

【学会】日本Additive manufacturing学会 第一回講演大会（@東京都立産業貿易センター浜松町館、9月1日～9月3日）が開催されました。

750名以上が参加し、大変好評に終わりました。中野先生が会長を務め、中野研の皆が総動員でお手伝いし、500名以上が参加する大盛況な会に終わりました。

★日本AM学会講演大会の様子→
https://ji-am.jp/2025/09/1stannualmeeting_all/

★講演大会のプログラム→
https://ji-am.jp/2025/05/1stannualmeeting1/

★中野研の発表
9月2日
シンポジウム
〇中野 貴由：
[S5.1] カスタム力学機能制御学の構築～階層化異方性骨組織に学ぶ～

〇小笹 良輔：
[S6.2] L-PBFと合金設計を活用した金属材料の微細組織制御

9月3日
一般公演
〇松坂 匡晃、松垣 あいら、中野 貴由：
[19] 金属AMによる周期的溝構造を介した間葉系間質細胞の骨分化誘導

〇Ozkan Gokcekaya・Tatsuya Nitomakida・Takayoshi Nakano：
[27] Hydrogen embrittlement behavior of Ni-based alloys through microstructural control by L-PBF method

〇熊谷 祥希、大同特殊鋼 髙橋 茉莉、小柳 禎彦、阪大 小笹 良輔、中野 貴由
[37]レーザ粉末床溶融結合法の造形過程におけるマルエージング鋼の変形挙動

ポスターセッション
〇重永 徹平、松坂 匡晃、松垣 あいら、中野 貴由：
[P3] PBF-LB法を用いた半結晶性高分子材料の高次組織配向制御

〇内芝 旭祥、小笹 良輔、佐藤 和久、中野 貴由：
[P19] レーザ粉末床溶融結合を用いた超急冷凝固によるTi基準結晶の創製

〇清水 佑太、Ozkan Gokcekaya、小笹 良輔、寺井 智之、蓮見 侑士、大山 伸幸、中野 貴由：
[P24] L-PBF法を介したインバー合金の低熱膨張化

〇平田 渉悟、小笹 良輔、石本 卓也、佐藤 和久、今野 晋也、石田 清仁、中野 貴由：
[P28] 析出強化型Co基超合金のL-PBF造形と微細組織

〇菊川 泰地、石本 卓也、眞山 剛、中野 貴由：
[P32] L-PBFによるNi基合金の界面設計と高強度化

〇宮澤 啓太郎、小笹 良輔、中野 貴由：
[P33] L-PBF法で作製されたNi基超合金中の微細組織が疲労挙動に及ぼす影響

〇星野 壮希、石本 卓也、Ozkan Gokcekaya、眞山 剛、多根 正和、中野 貴由：
[P35] L-PBF法を利用した形状と異方性/等方性材質の重畳によるIN718のカスタム力学機能設計

会場の様子.jpg会場の様子

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2025.09.02

【新聞】日刊工業新聞に日本AM学会第一回講演大会の様子が掲載されました。

AM学会、初の公演大会　3D積層、150テーマ紹介
日刊工業新聞　2025年9月2日

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2025.09.01

【解説・論文】中野先生が特集したスマートプロセス学会誌「AM技術の進展と応用（Ⅱ）」が発行され、中野研関係の解説と論文が掲載されました。

中野先生が特集したスマートプロセス学会誌「AM技術の進展と応用（Ⅱ）」が発行され、中野研関係の解説と論文が掲載されました。
Vol. 14[No. 5]、2025（令和 7 年 9 月）、AM技術の進展と応用（Ⅱ）、スマートプロセス学会誌
【解説】
★桐原聡秀、中野貴由：巻頭「AM技術の進展と応用（Ⅱ）」、 スマートプロセス学会誌、14[5], (2025), pp.199. ★小泉雄一郎、奥川将行、柳玉恒、中野貴由：新材料創製のための粉末床溶融結合式付加製造のデジタルツイン科学、 スマートプロセス学会誌、14[5], (2025), pp.200-207.
★石本卓也、中野貴由：金属AMによる異方性機能設計―形状と結晶配向の重畳、 スマートプロセス学会誌、14[5], (2025), pp.221-226.
★小笹良輔、Gokcekaya Ozkan、中野貴由：レーザ粉末床溶融結合によるBCC型ハイエントロピー合金のin-situ合金化、 スマートプロセス学会誌、14[5], (2025), pp.243-248.
【研究論文】
★松坂匡晃、小坂朋生、山野大陸、船奥和真、劉甜、松垣あいら、中野貴由：生体用AMインプラント材料の抗菌特性評価のためのin vitro 共培養モデルの構築、 スマートプロセス学会誌、14[5], (2025), pp.249-252.
★小笹良輔、Kim Yong Seong、朝倉光平、堀尾尚平、鰐渕良祐、中野貴由：金属3Dプリンタ用レーザ照射による非等量Ti-Nb-Mo-Ta-W系ハイエントロピー合金の組織形成挙動、 スマートプロセス学会誌、14[5], (2025), pp.253-257.
★宮澤啓太郎、小笹良輔、内芝旭祥、清水佑太、中野貴由：L-PBF で造形した準安定β型Ti合金におけるヤング率の変化、 スマートプロセス学会誌、14[5], (2025), pp.258-263.

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2025.08.22

【論文】産総研や名工大との共同研究によるバイオガラスによるZnの徐放による骨質の向上に関する研究成果がAdvanced Healthcare Materialsに受理されました。9月9日に出版される予定です。

Sungho Lee*, Hayato Asano, Makoto Sakurai, Takayoshi Nakano, and Toshihiro Kasuga:
Preparation of Bifunctional Orthosilicophosphate MgO-CaO-ZnO-P₂O₅-SiO₂ Glasses: in vitro Evaluation of Antibacterial Activity and Osteoblast Gene Expression Behavior,
Advanced Healthcare Materials, (2025), in press.

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2025.08.06

【論文】Materials Today CommunicationsにTi合金の酸化抑制に関する中国東北大との共同研究論文が掲載されました。

Yiming Jin, Jiani Li, Takayoshi Nakano, Hideki Hosoda, Mitsuo Niinomi, Xiaowei Zhang, Deliang Zhang, Xiaoli Zhao*:
Zr-Enhanced Ambient-Air Thermal Oxidation of Ti-30Zr-5Mo Alloy Using Low Tβ for Implants, Materials Today Communications, (2025), Volume 48, 113442.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2025.113442

論文はこちら
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Abstract
Metastable β-Ti alloy Ti-30Zr-5Mo (Tβ ≈ 700 °C) offers low modulus, biocompatibility, and strength for spinal rod implants but has limited hardness (280 Hv) and wear resistance. Conventional surface treatments like vacuum-based physical vapor deposition (PVD), are costly and complex. This study exploits the low Tβ and high Zr content (30 wt.%) of Ti-30Zr-5Mo alloy for single-step, ambient-air thermal oxidation at 600-700 °C, combining heat treatment with surface modification. The low Tβ ensures controlled oxidation, preventing over-oxidation, while Zr's selective oxidation forms a dense ZrO2-rich layer, which is harder than TiO2, enhancing surface hardness. Spontaneous tetragonal to monoclinic phase transitions in ZrO2 further improve toughness. The resulting 5 μm-thick oxide layers exhibit a threefold hardness increase (904 Hv vs. 280 Hv), a surface roughness of 0.30 μm (suitable for osseointegration), strong interfacial adhesion (critical load: 43 N), and an 18-fold reduction in corrosion current density (from 1.62×10-7 to 8.96×10-9 A·cm-2). Despite minor microcracks, the layers maintain structural integrity, offering exceptional durability. This atmosphere-free approach provides a scalable solution for orthopedic and dental implants, combining mechanical durability with biological integration. The insights into Zr-driven oxidation dynamics at low Tβ could inform vacuum-based processes, when controlled oxygen partial pressure might further optimize oxide layer properties, aligning with advancement in surface technology.

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2025.08.01

2025年8月【解説】日本Additive Manufacturing学会誌のAMフュチャー「AMプロジェクト」（Vol. 1[No. 2]、2025（令和7年8月））が発行され、中野研関連解説が発行されました。

【解説】
日本Additive Manufacturing学会誌のAMフュチャー「AMプロジェクト」（Vol. 1[No. 2]、2025（令和7年8月））が発行され、中野研関連解説が発行されました。
Vol. 1[No. 2]、2025（令和7年8月）、AMフュチャー
★中野貴由、阿部英司、眞山剛、石本卓也：CREST ナノ力学―金属3Dプリンティングによるカスタム力学機能制御、 AMフュチャー、1[2]、(2025)、pp.191-194.
★小泉雄一郎、足立吉隆、森下浩平、佐藤和久、戸田佳明、石本卓也、木村禎一、中野貴由：超温度場材料創成学―AMを中心とした巨大ポテンシャル勾配による新材料創製、 AMフュチャー、1[2]、(2025)、pp.195-198. ★森浩亮、金孝鎮、中野貴由：炭素循環社会に貢献する金属AM触媒、 AMフュチャー、1[2]、(2025)、pp.219-222.

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2025.07.29

【論文】Materials Today CommunicationsにTi合金の酸化抑制に関する中国東北大との共同研究論文が出版されました。

Yiming Jin, Jiani Li, Takayoshi Nakano, Hideki Hosoda, Mitsuo Niinomi, Xiaowei Zhang, Deliang Zhang, Xiaoli Zhao*:
Zr-Enhanced Ambient-Air Thermal Oxidation of Ti-30Zr-5Mo Alloy Using Low Tβ for Implants, Materials Today Communications, (2025), 113442.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2025.113442

論文はこちら

Abstract
Metastable β-Ti alloy Ti-30Zr-5Mo (Tβ ≈ 700 °C) offers low modulus, biocompatibility, and strength for spinal rod implants but has limited hardness (280 Hv) and wear resistance. Conventional surface treatments like vacuum-based physical vapor deposition (PVD), are costly and complex. This study exploits the low Tβ and high Zr content (30 wt.%) of Ti-30Zr-5Mo alloy for single-step, ambient-air thermal oxidation at 600-700 °C, combining heat treatment with surface modification. The low Tβ ensures controlled oxidation, preventing over-oxidation, while Zr's selective oxidation forms a dense ZrO2-rich layer, which is harder than TiO2, enhancing surface hardness. Spontaneous tetragonal to monoclinic phase transitions in ZrO2 further improve toughness. The resulting 5 μm-thick oxide layers exhibit a threefold hardness increase (904 Hv vs. 280 Hv), a surface roughness of 0.30 μm (suitable for osseointegration), strong interfacial adhesion (critical load: 43 N), and an 18-fold reduction in corrosion current density (from 1.62×10-7 to 8.96×10-9 A·cm-2). Despite minor microcracks, the layers maintain structural integrity, offering exceptional durability. This atmosphere-free approach provides a scalable solution for orthopedic and dental implants, combining mechanical durability with biological integration. The insights into Zr-driven oxidation dynamics at low Tβ could inform vacuum-based processes, when controlled oxygen partial pressure might further optimize oxide layer properties, aligning with advancement in surface technology.

Keywords
Ti-30Zr-5Mo alloy; Thermal oxidation; Oxidation mechanism; Internal oxidation; Surface modification

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2025.07.28

【論文】Materials Today CommunicationsにTi合金の酸化抑制に関する中国東北大との共同研究論文が受理されました。

Yiming Jin, Jiani Li, Takayoshi Nakano, Hideki Hosoda, Mitsuo Niinomi, Xiaowei Zhang, Deliang Zhang, Xiaoli Zhao*:
Zr-Enhanced Ambient-Air Thermal Oxidation of Ti-30Zr-5Mo Alloy Using Low Tβ for Implants, Materials Today Communications, (2025), in press

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2025.07.02

【論文】バイオフィルムに関する研究が、Transactions of the IMF (YTIM)にOA論文として掲載されました。

Hideyuki Kanematsu*, Shochiku Kure, Risa Kawai, Hidekazu Miura, Takayoshi Nakano:
Antibiofilm Potential of Graphene-Dispersed Alkoxysilane Coatings:
A Materials Science Perspective, Transactions of the IMF (YTIM),
The International Journal of Surface Engineering and Coatings, (2025).
DOI: https://doi.org/10.1080/00202967.2025.2520667

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Abstract
This study investigates the antibiofilm properties of alkoxysilane-based coatings incorporating dispersed multilayer graphene powder. Graphene, synthesised via a proprietary method, was incorporated into a resin matrix at various concentrations (0.1%, 0.5%, and 1.0% by weight) and applied to glass substrates. Raman spectroscopy confirmed the presence of defect-rich, multilayer graphene, which is known to enhance antimicrobial surface properties. Biofilm formation by Staphylococcus epidermidis was evaluated using ISO 4768-standardised crystal violet staining. Results indicated that biofilm development was effectively suppressed at concentrations up to 0.5%, whereas an unexpected increase was observed at 1.0%, possibly due to graphene aggregation and reduced surface exposure. The findings suggest that both graphene concentration and dispersion quality critically influence antibiofilm efficacy. The study highlights the dual role of graphene, both as a physical and chemical antibacterial agent, and its potential application in medical, industrial, and hygienic materials. Further investigation is warranted to optimise dispersion and explore microbial-material interactions in real-world conditions.

Keywords
Graphene-dispersed coatings; alkosysilane resin; biofilm suppression; crystal violet assay; Raman spectroscopy





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2025.07.01

2025年7月1日【解説・論文】中野先生が特集したスマートプロセス学会誌「AM技術の進展と応用（Ⅰ）」が発行され、中野研関係の解説と論文が掲載されました。

中野先生が特集したスマートプロセス学会誌「AM技術の進展と応用（Ⅰ）」が発行され、中野研関係の解説と論文が掲載されました。
Vol. 14[No. 4]、2025（令和7年7月）、AM技術の進展と応用（Ⅰ）、スマートプロセス学会誌
【解説】
★中野貴由、桐原聡秀：巻頭「AM技術の進展と応用（Ⅰ）」、 スマートプロセス学会誌、14[4], (2025), pp.123. ★安田弘行、趙研、竹山雅夫、中野貴由：航空機エンジン用TiAlタービンブレードのAM、 スマートプロセス学会誌、14[4], (2025), pp.175-180.
★森浩亮、金孝鎮、中野貴由、山下弘巳：AM 触媒反応管開発の最前線、 スマートプロセス学会誌、14[4], (2025), pp.181-186.
【研究論文】
★熊谷祥希、髙橋茉莉、小柳禎彦、小笹良輔、中野貴由：レーザ粉末床溶融結合法の造形過程におけるFe基合金の変形挙動に及ぼすマルテンサイト変態の影響、 スマートプロセス学会誌、14[4], (2025), pp.192-197.

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2025.06.30

【学会】中野研究室のメンバーが THERMEC2025（@University of Tours, France, 6月30日～7月4日）に参加します。

2025/6/30
Invited Speaker
〇Design of high entropy alloy with suppressed elemental segregation for laser powder bed fusion process
Ozkan Gokcekaya, Yong Seong Kim, Takayoshi Nakano

Invited Speaker
〇Electron Microscopy Studies on Orientation-Controlled 316L Austenitic Stainless Steel
Produced by Laser Powder Bed Fusion
Kazuhisa Sato, Shunya Takagi, Satoshi Ichikawa, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano 

2025/7/1
Keynote Speaker
〇Innovative design of crystallographic textures and macroscopic shapes via metal additive manufacturing
Takayoshi Nakano

Poster presentation
〇Unique Hierarchical Structural Features Introduced by Laser Powder Bed Fusion and Their Contribution to Mechanical Function in IN718
Taichi Kikukawa, Takuya Ishimoto, Tsuyoshi Mayama, Ryosuke Ozasa, Takayoshi Nakano

Poster presentation
〇Microstructural Control of Unstable Beta-Type Titanium Alloy Through Powder Bed Fusion Using a Laser-Beam of Metals
Keitaro Miyasawa, Ryosuke Ozasa, Daisuke Egusa, Eiji Abe, Masakazu Tane, Takayoshi Nakano

Invited Speaker
〇Elastic properties of laser powder bed fusion processed β-phase Ti alloys  
Masakazu Tane, Shota Higashino, Eisuke Miyoshi, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano   

Invited Speaker
〇Microstructure control of TiAl alloys using peculiar thermal history of additive manufacturing  
Ken Cho, Hiroyuki Y. Yasuda, Masao Takeyama, Takayoshi Nakano 

〇Novel cellular structure with phase-separation induced dislocation-network in Ti-Zr-Nb-Ta-Zr high entropy alloy fabricated by laser powder bed fusion  
Daisuke Egusa, Han Chen, Ryosuke Ozasa, Masayuki Okugawa, Taisuke Sasaki, Takuya Ishimoto, Koizumi Yuichiro, Takayashi Nakano, Eiji Abe  

Poster presentation
〇Spinodal Decomposition and Magnetic Properties of Single-Crystal-Like Fe-Cr-Co Alloy Fabricated by Laser-Powder Bed Fusion Type Additive Manufacturing 
Takato Saito, Yuheng Liu, Masayuki Okugawa, Kazuhisa Sato, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi 

2025/7/2
Invited Speaker
〇A Novel Strategy for the Control of Crystallographic Texture of Metals with Non-Cubic Crystal System via Powder Bed Fusion using a Laser-Beam of Metals
Ryosuke Ozasa, Koji Hagihara, Takayoshi Nakano

〇Discovery of nano-scaled promising strengthening factor in 316L stainless steel fabricated by laser 
powder bed fusion
Fei Sun, Yoshitaka Adachi, Kazuhisa Sato, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi 

〇Nano-scaled solidification microstructure characteristics in additively manufactured 316L stainless steel  
Fei Sun, Yoshitaka Adachi, Kazuhisa Sato, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi   

〇Influence of hierarchical structure on mechanical properties of additive manufactured IN718 alloys 
Kippei Yamashita, Ken Cho, Hiroyuki Y. Yasuda, Takuma Saito, Taisuke Sasaki, Sawaizumi Katsuhiko, Masayuki Okugawa, Koizumi Yuichiro, Takayoshi Nakano 

Invited Speaker
〇Growth of Antiphase Domain in Laser-Irradiated Region and Superelasticity of Single-Crystal Like Fe3Al Fabricated by Laser Powder Bed Fusion Process  
Yuheng Liu, Tsubasa Sato, Masayuki Okugawa, Kazuhisa Sato, Hiroyuki Y. Yasuda, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi  

2025/7/3
Invited Speaker
〇Additive Manufacturing of Cell-Based 3D Bone-Mimetic Collagen/Apatite Structures
Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano

Invited Speaker
〇Control of Bone Microstructure Formation: Role of Soluble Proteins Secreted by Osteocytes
Tadaaki Matsuzaka, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano

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2025.06.13

An international collaborative research project with Postec on a high-strength, high-ductility medium-high entropy alloy utilizing the competition between precipitation and lattice strain has been published in "Materials Science and Engineering A".

Jae Heung Lee, Hyeonseok Kwon*, Gang Hee Gu, Ji Yeong Lee, Sang Guk Jeong, Emad Maawad, Changwan Ha, Jaemin Wang, Byeong-Joo Lee, Sangbong Yi*, Takayoshi Nakano, Hyoung Seop Kim*:
Harnessing competitive interplay between precipitation and lattice distortion for strong and ductile medium-entropy alloy,
Materials Science and Engineering A, 942, (2025) 148642: 1-11.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2025.148642

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Abstract
In Co-Cr-Fe-Ni-Mo-C ferrous medium-entropy alloys (FeMEAs), precipitation-driven alteration of matrix composition affects both the kinetics of deformation-induced martensitic transformation (DIMT) and the degree of lattice distortion. While DIMT has been well studied, the role of lattice distortion remains explored. In this study, we simultaneously enhance the strength and ductility in Co18Cr13Fe57.5Ni7.5Mo3C1 (at%) FeMEA by harnessing the competitive interplay between precipitation and lattice distortion. Two annealed samples with similar grain sizes but different precipitate characteristics were prepared. The sample with suppressed precipitation exhibits improved ductility while maintaining comparable strength. The two specimens exhibited similar yield strengths due to a trade-off between precipitation strengthening and solid solution strengthening. However, the sample with higher lattice distortion and reduced precipitation demonstrates superior strain-hardening behavior owing to the lattice distortion-induced back stress, acting as an effective strain-hardening mechanism, and delayed DIMT, serving as a ductilizing mechanism. This work offers a strategy to modulate strengthening and deformation mechanisms in Co-Cr-Fe-Ni-Mo-C FeMEAs via precipitation control.

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2025.04.10

Research on improving the creep properties of Ti alloys has been published in Journal of Metallurgical and Materials Transactions A.

Prince Valentine Cobbinah*, Sae Matsunaga, Yoshiaki Toda, Ryosuke Ozasa, Takuya Ishimoto, Takayoshi Nakano, Tsutomu Ito, Yoko Yamabe-Mitarai:*
On the enhanced creep performance in Ti6246 achieved through Laser Powder Bed Fusion (LPBF) processing,
Metallurgical and Materials Transactions A, (2025), in press.
DOI: https://doi.org/10.1007/s11661-025-07759-8

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Abstract
The high susceptibility of the Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo wt pct (Ti6246) alloy to microstructural changes stands as a challenge when processed by the laser powder bed fusion (LPBF) technology. However, leveraging the capabilities of the LPBF process to successfully control the microstructure (and/or crystallographic texture) of the Ti6246 could improve mechanical properties, particularly at elevated temperatures. In this study, the creep performance (at 500 °C) of Ti6246 fabricated from three different LPBF processing conditions and heat-treated (HT) at 885 °C were investigated. In the as-built state, all the LPBFed-Ti6246 exhibited columnar microstructures with crystallographic lamellar-like microstructure (CLM), a near-single crystal-like microstructure (SCM), and polycrystalline microstructure (PCM) textures, respectively. At low applied stresses (100-300 MPa), diffusional creep was the dominant deformation mechanism and its resistance depended on grain size. The reference β-forged-HT Ti6246, characterized by large equiaxed grains, exhibited the lowest strain rate compared to the columnar microstructure of SX1 (CLM)-HT, SX2 (SCM)-HT, and SX3 (PCM)-HT. Conversely, dislocation slip governed deformation at high applied stresses (400-580 MPa) and its efficacy depended on the α/β interfaces in the microstructures. Disjointed columnar grains in SX1 (CLM)-HT and the deformation of the polycrystalline grains in SX3 (PCM)-HT indicated that the melt pool boundaries were unstable in the LPBFed-Ti6246. SX2 (SCM)-HT exhibited the longest creep life due to the relatively stable melt pool boundaries and the near < 001 > SCM crystallographic texture parallel to the applied stresses. Shallow ductile dimples and tears and the observation of laser scan tracks characterized the fracture surfaces of the LPBFed-Ti6246. These indicated that failure occurred by intergranular ductile fracture resulting from the formation of microvoids at the melt pool boundaries.

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2025.03.18

Research on computer simulation of AM has been published in Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy.

Shuhei Mino, Masayuki Okugawa, Takayoshi Nakano, Yuichiro Koizumi:
Raking and Fusing Behaviors during Fabrication of Multiple-layers in Powder Bed Fusion: An integrated discrete Element and computational thermal fluid Dynamics Study
Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy, 72, (2025), 16P-T6-11; S1465-S1469.
https://doi.org/10.2497/jjspm.16P-T6-11

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Abstract
In the powder bed fusion (PBF) type additive manufacturing (AM), understanding the relationship between the quality of the powder bed and the powder spreading process is crucial to avoiding defect formation. In this study, we investigated the powder-raking behavior during the multiple-layer fabrication process by discrete element method (DEM) and computational thermal-fluid dynamics (CtFD) simulations. The integrated PBF process simulation revealed that the gap height between the powder spreading blade and the build platform increases nonlinearly with the number of stacking layers, and accordingly, the powder-covered area ratio increases in the formed powder beds and affects the melt pool shapes. The powder raking behavior and melting and solidification behavior are related to each other, and both the powder raking and the irradiation conditions need to be optimized to obtain a high-quality part in the PBF process.

Keywords
additive manufacturing; powder bed fusion; discrete element method; computational thermal-fluid dynamics

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