随着超高龄社会的加剧和骨病的多样化，骨骼替代材料的需求越来越高。对于骨骼替代材料存在着力学可靠性高，对骨骼友好的“强度高且柔软”、“易加工且难变形”两难要求。同时具有这些品质的材料开发较为困难，成为目前材料科学中的一大难题。
大阪大学研究生院工学研究科中野贵由教授领导的研究团队，以在纳米（10亿分之一）/原子水平展现强化构造为目标，把由6种元素构成的超多成分合金和可超淬火的激光金属3D打印技术相结合，成功开发出了可如活体骨骼一样高度适应人体的“生物高熵合金（BioHEA）”。这种新型合金的构成元素为钛、锆、铪、铌、钽、钼。
高强度且适应人体的新型BioHEA合金的生物亲和性实验，发现其优于现有的SUS316L不锈钢这种人体用合金，具有与纯钛CP-Ti匹敌的良好亲和性。
通常来说，BioHEA是由5种成分组成的5成分合金，但为使各金属原子之间更易于混合而设计成了6成分合金，并且通过使用超淬火工艺，强度达到了相同成分铸造材料的1.4倍。通过超淬火固化，相分离范围从通常的数10微米（100万分之一）降至纳米级，并且成功地制作出了原子定向排列的固溶体。多种元素被强制混合，产生纳米级晶格变形提高了强度，并且通过原子的特定方向排列，获得了柔软性。
此次开发的新材料将成为解释纳米力学现象的线索，在应用方面有望用于整形外科、牙科领域的种植体材料等。再加上是由高熔点元素构成的，所以也被期待用于耐热性航空航天部件。
原文：JSTnews 2023年3月号
翻译：JST客观日本编辑部
