フリーズキャスティング：氷の結晶で作る多孔質セラミックスの驚異

Freeze-Casting

フリーズキャスティング（凍結鋳造）は、溶媒（多くの場合水）の異方性凝固を利用して、方向性を持つ多孔質セラミックス、ポリマー、金属を作製する技術です。氷の結晶がスラリー中の粒子を排除しながら成長することで、氷の結晶構造を模した規則的な細孔が形成され、その後、凍結乾燥で氷を除去します。この技術は、1954年のターボ過給機ブレードの試みに始まり、2001年のFukasawaらによる多孔質アルミナの作製を機に研究が本格化しました。現在では、組織工学用足場、フォトニクス、歯科、食品科学など幅広い分野で応用されています。本稿では、その基本原理、粒子の捕捉と排除の条件、微細構造の形成メカニズムを解説します。