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Biomimetic Surface Architecture for tribology

Research Project

Project/Area Number 16H02310
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Design engineering/Machine functional elements/Tribology
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

SASAKI Shinya  東京理科大学, 工学部機械工学科, 教授 (40357124)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 牛島 邦晴  東京理科大学, 工学部機械工学科, 准教授 (00349838)
田所 千治  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (00736770)
宮武 正明  東京理科大学, 工学部機械工学科, 准教授 (70434032)
酒井 秀樹  東京理科大学, 理工学部先端化学科, 教授 (80277285)
野口 昭治  東京理科大学, 理工学部機械工学科, 教授 (80349836)
坪井 涼  大同大学, 工学部, 准教授 (90548158)
Research Collaborator Sakai Kenichi  
Kawada Syouhei  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥41,470,000 (Direct Cost: ¥31,900,000、Indirect Cost: ¥9,570,000)
Fiscal Year 2018: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2016: ¥25,870,000 (Direct Cost: ¥19,900,000、Indirect Cost: ¥5,970,000)
Keywordsバイオミメティックス / 付加製造技術 / トライボロジー / 機能性表面 / 摩擦 / 自己応答 / 3次元プリンタ / アーキテクチャ / 表面テクスチャ / 3次元微細構造 / 能動制御 / Aditive manufacturing / Aditive Manufacturing / Additive manufacturing / 摩擦シミュレーション / 表面・界面物性 / 3次元プリンター
Outline of Final Research Achievements

We carried out research aiming to further deepen the concept of multi-scale texturing and establish an innovative sliding surface system that is self-adaptive to surface damage and changes in the sliding environment. A sliding surface architecture imitating the skin structure of a living body is constructed, and its optimization was attempted by numerical simulations, and a three-dimensional microstructure was realized by applying a surface creation process technology by a 3D metal printer. We demonstrated the advantages and usefulness of the environment adaptive performance of the sliding surface and mechanical elements.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体皮膚の自己修復機能を模倣し,表面への内部からの物質供給を可能とする自己適用(self-adaptive)表面の創製に取り組んだ.摩擦界面における分子レベルでの吸着構造および化学反応過程と摩擦特性との関係を明らかにするため,動的環境下での新たな分析手法を開発した.また,摺動面アーキテクチャ構築のため,境界・混合潤滑状態の数値解析技術を開発した.さらに,レーザ溶融金属3次元プリンタ技術を機能性表面創製に適用することに成功した.これらの研究成果は,基礎的界面現象の解明に基づく革新的な機能性摺動面を社会実装する上で,学術のみならず産業界へのインパクトも大きく十分に社会的意義のあるものである.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (253 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (48 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 41 results,  Open Access: 13 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (193 results) (of which Int'l Joint Research: 47 results,  Invited: 4 results) Book (5 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

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    • Author(s)
      小池 雄介、牛島 邦晴、加藤 準治
    • Journal Title

      Transactions of the Japan Society for Computational Engineering and Science

      Volume: 2019 Issue: 0 Pages: 20190006-20190006

    • DOI

      10.11421/jsces.2019.20190006

    • NAID

      130007636373

    • ISSN
      1347-8826
    • Year and Date
      2019-04-24
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    • Author(s)
      OTANI Yuki、KUSAKI Yuji、ITAGAKI Kazuyuki、SASAKI Shinya
    • Journal Title

      Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy

      Volume: 66 Issue: 3 Pages: 109-115

    • DOI

      10.2497/jjspm.66.109

    • NAID

      130007614291

    • ISSN
      0532-8799, 1880-9014
    • Year and Date
      2019-03-15
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      Oshita Kenichiro、Komiyama Shinobu、Sasaki Shinya
    • Journal Title

      Tribology International

      Volume: 130 Pages: 74-84

    • DOI

      10.1016/j.triboint.2018.09.005

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      Okabe Takao、Kondo Yukishige、Yoshimoto Shigeka、Sasaki Shinya
    • Journal Title

      Vacuum

      Volume: 164 Pages: 34-40

    • DOI

      10.1016/j.vacuum.2019.02.047

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      Waesche R.、Sato K.、Brandt G.、Schmid T.、Sasaki S.、Woydt M.
    • Journal Title

      Wear

      Volume: 426-427 Pages: 428-432

    • DOI

      10.1016/j.wear.2019.01.047

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      Omachi Ayumi、Ushijima Kuniharu、Nagakura Yuta、Cantwell Wesley J
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      Journal of Sandwich Structures & Materials

      Volume: 12 Issue: 2 Pages: 1984216-1984216

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      10.1177/1099636219842163

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      Okubo Hikaru、Sasaki Shinya
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      Tribology Letters

      Volume: 67 Issue: 1 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1007/s11249-018-1105-z

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    • Author(s)
      Okubo Hikaru、Tadokoro Chiharu、Sumi Taro、Tanaka Noriyoshi、Sasaki Shinya
    • Journal Title

      Tribology International

      Volume: 133 Pages: 271-287

    • DOI

      10.1016/j.triboint.2018.12.029

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      Kawada Shouhei、Kodama Eri、Sato Keisuke、Ogawa Shuhei、Watanabe Masaya、Okubo Hikaru、Sasaki Shinya
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      Surface and Interface Analysis

      Volume: 51 Issue: 1 Pages: 17-20

    • DOI

      10.1002/sia.6536

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      H. Maeda H. Okubo S. Sasaki
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      Jurnal Tribologi

      Volume: 20 Pages: 87-96

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    • Author(s)
      K. Sato H. Okubo Y. Hirata C. Tadokoro K. Nakano Y. Tsujii S. Sasaki
    • Journal Title

      Jurnal Tribologi

      Volume: 20 Pages: 97-113

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    • Author(s)
      Kawada Shouhei、Watanabe Seiya、Sasaki Shinya、Miyatake Masaaki
    • Journal Title

      Lubricants

      Volume: 6 Issue: 3 Pages: 69-69

    • DOI

      10.3390/lubricants6030069

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      佐々木信也
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      Volume: 12 Pages: 10-12

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      佐々木信也
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      Volume: 45 Pages: 22-24

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      S. Kawada, S. Watanabe, C. Tadokoro, R. Tsuboi, and S. Sasaki
    • Journal Title

      Tribology International

      Volume: 119 Pages: 474-480

    • DOI

      10.1016/j.triboint.2017.11.019

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      Tadokoro Chiharu、Araya Shoki、Watanabe Masaya、Okubo Hikaru、Nakano Ken、Sasaki Shinya
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      Lubrication Science

      Volume: 30 Issue: 3 Pages: 83-90

    • DOI

      10.1002/ls.1406

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      Oshita Kenichiro、Komiyama Shinobu、Sasaki Shinya
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      Volume: 123 Pages: 349-358

    • DOI

      10.1016/j.triboint.2018.03.017

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      Choudhury Dipankar、Rebenda David、Sasaki Shinya、Hekrle Pavel、Vrbka Martin、Zou Min
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      Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials

      Volume: 81 Pages: 120-129

    • DOI

      10.1016/j.jmbbm.2018.02.014

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    • Author(s)
      OKUBO Hikaru、MAEDA Hiroaki、KAWADA Shouhei、TADOKORO Chiharu、SASAKI Shinya
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      Transactions of the JSME (in Japanese)

      Volume: 84 Issue: 861 Pages: 17-00564-17-00564

    • DOI

      10.1299/transjsme.17-00564

    • NAID

      130006744359

    • ISSN
      2187-9761
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    • Author(s)
      Okubo Hikaru、Yonehara Misa、Sasaki Shinya
    • Journal Title

      Tribology Transactions

      Volume: 61 Issue: 6 Pages: 1040-1047

    • DOI

      10.1080/10402004.2018.1462421

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      S. Kawada S. Watanabe C. Tadokoro S. Sasaki
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      Tribology Letters

      Volume: 12 Issue: 1

    • DOI

      10.1007/s11249-017-0962-1

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    • Author(s)
      大久保光 佐々木信也
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      JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS

      Volume: 63 Issue: 1 Pages: 11-19

    • DOI

      10.18914/tribologist.63.01_11

    • NAID

      130006308999

    • ISSN
      0915-1168, 2189-9967
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      Misa Yonehara,Hikaru Okubo,Chiharu Tadokoro,Shinya Sasaki,Braham Prakash
    • Journal Title

      Tribology Online

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 8-14

    • DOI

      10.2474/trol.13.8

    • NAID

      130006351450

    • ISSN
      1881-218X, 1881-2198
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    • Author(s)
      H. Okubo S. Sasaki
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      Tribology International

      Volume: 113 Pages: 339-410

    • DOI

      10.1016/j.triboint.2016.10.009

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    • Author(s)
      大久保 光、野田 悠貴、田所 千治、平田 祐樹、佐々木 信也
    • Journal Title

      Transactions of the JSME (in Japanese)

      Volume: 83 Issue: 850 Pages: 16-00543-16-00543

    • DOI

      10.1299/transjsme.16-00543

    • NAID

      130006943375

    • ISSN
      2187-9761
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      S. Kawada S. Watanabe R. Tsuboi S. Sasaki B. Prakash
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      Tribology Online

      Volume: 12 Issue: 4 Pages: 155-161

    • DOI

      10.2474/trol.12.155

    • NAID

      130005990885

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      1881-218X, 1881-2198
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      H. Okubo C. Tadokodo Y. Hirata S. Sasaki
    • Journal Title

      Tribology Online

      Volume: 12 Issue: 5 Pages: 229-237

    • DOI

      10.2474/trol.12.229

    • NAID

      130006898641

    • ISSN
      1881-218X, 1881-2198
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    • Author(s)
      H. Okubo S. Watanabe C. Tadokodo Y. Hirata S. Sasaki
    • Journal Title

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      Volume: 12 Issue: 5 Pages: 221-228

    • DOI

      10.2474/trol.12.221

    • NAID

      130006898639

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      1881-218X, 1881-2198
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      S. Kawada K. Sato S. Watanabe S. Sasaki
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      Volume: 31 Issue: 12 Pages: 5745-5750

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      M. Isokane C. Tadokoro S. Sasaki B. Prakash
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      Volume: 12 Issue: 5 Pages: 257-261

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    • NAID

      130006250699

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      1881-218X, 1881-2198
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      Volume: 53 Issue: 98 Pages: 13172-13175

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      Yuuki Tokuta
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      Volume: 印刷中 Pages: 377-382

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      Sakai, K.; Koizumi, K.; Maeda, Y.; Endo, T.; Sasaki, S.; Abe, M.; Sakai, H.
    • Journal Title

      Colloids Surf. A

      Volume: 520 Pages: 231-238

    • DOI

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      四反田 功、渡邊 智、相川 達男、佐々木 信也、星 芳直、板垣 昌幸
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      Journal of The Surface Finishing Society of Japan

      Volume: 68 Issue: 3 Pages: 165-167

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      10.4139/sfj.68.165

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      130006413044

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      Volume: 7 Issue: 17 Pages: 10433-10442

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      Volume: - Issue: 1 Pages: 1-9

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      酒井健一
    • Organizer
      第4回未来のコロイドおよび界面化学を創る若手討論会
    • Place of Presentation
      旭川勤労者福祉会館
    • Year and Date
      2016-09-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] In-situラマン分光分析による境界潤滑下の DLC膜の構造変化過程のその場観察2016

    • Author(s)
      大久保光 佐々木信也
    • Organizer
      日本機械学会2016年度年次大会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2016-09-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 金属3DプリンティングとDLC膜を併用した新規摺動面の創製2016

    • Author(s)
      板垣和幸 杉山寛 大久保光 平田祐樹 佐々木信也
    • Organizer
      日本機械学会2016年度年次大会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2016-09-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 2 成分からなる油性剤の吸着挙動および吸着膜性状について2016

    • Author(s)
      渡邊格也 大久保光 佐々木信也
    • Organizer
      日本機械学会2016年度年次大会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2016-09-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Measurement of adsorption behavior and adsorption film properties2016

    • Author(s)
      M. Watanabe H. Okubo C. Tadokoro S. Sasaki
    • Organizer
      Leeds-Lyon Symposium on Tribology
    • Place of Presentation
      Leeds,UK
    • Year and Date
      2016-09-04
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 産業用3Dプリンターの最新技術と先進分野への応用2018

    • Author(s)
      佐々木信也 分担執筆
    • Total Pages
      264
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047091
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Book] 数値解析と表面分析によるトライボロジーの解明と制御2018

    • Author(s)
      佐々木信也 監修
    • Total Pages
      1192
    • Publisher
      株式会社テクノシステム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Book] Compendium of Surface and Interface Analysis2018

    • Author(s)
      The Surface Science Society of Japan (Ed.)
    • Total Pages
      853
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9789811061561
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Book] 数値解析と表面分析による トライボロジーの解明と制御2018

    • Author(s)
      佐々木信也監修
    • Total Pages
      1192
    • Publisher
      テクノシステム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Book] 薄膜工学2016

    • Author(s)
      日本学術振興会薄膜第131委員会編集企画(分担執筆)
    • Total Pages
      302
    • Publisher
      丸善
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京理科大学 佐々木研究室

    • URL

      http://www.rs.tus.ac.jp/tribolab/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京理科大学 トライボロジーセンター

    • URL

      http://www.rs.tus.ac.jp/tribology/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 多孔質静圧空気軸受及びその製造方法2018

    • Inventor(s)
      宮武正明、中山将太、貞弘 稜
    • Industrial Property Rights Holder
      宮武正明、中山将太、貞弘 稜
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-085277
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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