隨着超高齡社會的加劇和骨病的雜異化，骨骼替代材料的需求越來越高。對於骨骼替代材料存在着力學可靠性高，對骨骼友好的「強度高且柔軟」、「易加工且難變形」兩難要求。同時具有這些品質的材料開發較爲困難，成爲目前材料科學中的一大難題。
大阪大學研究生院工學研究科中野貴由教授領導的研究團隊，以在奈米（10億分之一）/原子水平展現強化構造爲目標，把由6種元素構成的超多成分合金和可超淬火的雷射金屬3D列印技術相結合，成功開發出了可如活體骨骼一樣高度適應人體的「生物高熵合金（BioHEA）」。這種新型合金的構成元素爲鈦、鋯、鉿、鈮、鉭、鉬。
高強度且適應人體的新型BioHEA合金的生物親和性實驗，發現其優於現有的SUS316L不鏽鋼這種人體用合金，具有與純鈦CP-Ti匹敵的良好親和性。
通常來說，BioHEA是由5種成分組成的5成分合金，但爲使各金屬原子之間更易於混合而設計成了6成分合金，並且透過使用超淬火工藝，強度達到了相同成分鑄造材料的1.4倍。透過超淬火固化，相分離範圍從通常的數10微米（100萬分之一）降至奈米級，並且成功地製作出了原子定向排列的固溶體。多種元素被強制混合，產生奈米級晶格變形提高了強度，並且透過原子的特定方向排列，獲得了柔軟性。
此次開發的新材料將成爲解釋奈米力學現象的線索，在應用方面有望用於整形外科、牙科領域的種植體材料等。再加上是由高熔點元素構成的，所以也被期待用於耐熱性航空太空部件。
原文：JSTnews 2023年3月號
翻譯：JST客觀日本編輯部
