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Study on nanotribology using plasmonic sensor

Research Project

Project/Area Number 16K14149
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Design engineering/Machine functional elements/Tribology
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

YANAGISAWA Masahiro  早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 客員上級研究員(研究院客員教授) (20421224)

Research Collaborator SAITO Mikiko  
KUNIMOTO Masahiro  
HOMMA Takayuki  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsナノマイクロトライボロジー / トライボロジー / 表面増強ラマン散乱分光法 / プラズモニクス / 表面・界面 / 表面増強ラマン散乱 / 接触 / 埋もれた界面 / 分光分析 / 炭素材料
Outline of Final Research Achievements

We developed a novel measurement tool consist of wear resisting plasmonic sensor using SERS (Surface-Enhanced Raman Spectroscopy) to investigate an tribological interface in sliding. We succeeded in observing chemical structure in a kinetic nanometer scaled interface with a time resolution of several milliseconds and with a high loading force of 10N or more. In-situ measurement was carried out for diamond-like carbon (DLC) film or some lubricant film using the system, resulting in finding some new tribochemical phenomenon in a friction process between the coefficient of friction and the chemical structure of that films.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果は、いままでよく分からなかった摺動界面の現象を化学構造の変化と摩擦係数の同時測定をミリ秒レベルの時間分解能で可能にすることにより詳細に調べることが可能になった。これにより従来摩擦力の変化や摺動前後の表面分析などで推測していたトライボロジー現象の解明にとってきわめて強力なツールとなる。また実際に用いられている材料系で実際に近い形で計測できることから、自動車や航空機などさまざまな工業分野における材料設計や部品設計に応用することができ、省エネ・信頼性など社会的な意義も極めて大きい。

Report

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

    (17 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Depth profiling of APTES self-assembled monolayers using surface-enhanced confocal Raman microspectroscopy2017

    • Author(s)
      Y. Sun, M. Yanagisawa, M. Kunimoto, M. Nakamura, T. Homma
    • Journal Title

      Spectrochimica Acta Part A

      Volume: 184 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.saa.2017.04.036

    • NAID

      130005481010

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Thermal Stability of Single-layer Graphene Subjected to Confocal Laser Heating Investigated by Using in situ Anti-Stokes and Stokes Raman Spectroscopy2017

    • Author(s)
      Y.Sun, M.Yanagisawa, T.Homma
    • Journal Title

      Electrochemistry

      Volume: 85 Issue: 4 Pages: 195-198

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.85.195

    • NAID

      130005549014

    • ISSN
      1344-3542, 2186-2451
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 新しいラマン分光法による埋もれた界面解析2017

    • Author(s)
      柳沢雅広
    • Journal Title

      トライボロジスト

      Volume: 62 Pages: 87-94

    • NAID

      130005331823

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Transmission-type Plasmonic Sensor for Surface-Enhanced Raman Spectroscopy2016

    • Author(s)
      M.Yanagisawa, M.Saito, M.Kunimoto, and T.Homma
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 9 Issue: 12 Pages: 122002-122002

    • DOI

      10.7567/apex.9.122002

    • NAID

      210000138115

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] SERSセンサを用いた深さ方向および温度解析2016

    • Author(s)
      柳沢雅広、本間敬之
    • Journal Title

      表面科学

      Volume: 37 Pages: 435-440

    • NAID

      130005416244

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 増強ラマン散乱分光法による接触およびナノすき間界面における潤滑分子の計測2018

    • Author(s)
      柳沢 雅広、國本 雅宏、ベルツ モルテン、本間 敬之
    • Organizer
      日本トライボロジー学会 トライボロジー会議2018秋 伊勢
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] HAMR Emulation on Carbon Overcoat and Lubricant for Near Field Transducer and Magnetic Media Using Surface-Enhanced RAMAN Sensors2017

    • Author(s)
      M.Yanagisawa, M.Kunimoto, T.Homma
    • Organizer
      ISPS2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Operando Analysis in Contact Sliding using Novel Raman Spectroscopy2017

    • Author(s)
      M.Yanagisawa, M.Kunimoto, T.Homma
    • Organizer
      日本表面科学会 ISSS8
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ラマン分光法を用いた動的機械物性と化学構造の同時測定:トライボロジー解析(第2報)2017

    • Author(s)
      柳沢雅広、齋藤美紀子、國本雅宏、本間敬之
    • Organizer
      第37回表面科学学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 透過型プラズモンセンサを用いた表面増強ラマン分光法の汎用表面・界面分析手法2017

    • Author(s)
      柳沢雅広、本間敬之
    • Organizer
      日本分析化学会第66年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ラマン分光法を用いたトライボロジーのオペランド観察(続報)2017

    • Author(s)
      柳沢雅広、齋藤美紀子、國本雅宏、本間敬之
    • Organizer
      トライボロジー会議2017秋
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ラマン分光法を用いた動的機械物性と化学構造の同時測定:トライボロジー解析(第1報)2016

    • Author(s)
      柳沢雅広,齋藤美紀子,國本雅宏,本間敬之
    • Organizer
      日本表面科学会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2016-11-29
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 新しいラマン分光法を用いたトライボロジー特性と化学構造の同時測定2016

    • Author(s)
      柳沢雅広,齋藤美紀子,國本雅宏,本間敬之
    • Organizer
      日本トライボロジー学会・トライボロジー会議2016秋 新潟
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-10-13
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] プラズモンセンサによる潤滑膜およびダイヤモンドカーボン膜の加熱挙動の観察2016

    • Author(s)
      柳沢雅広,齋藤美紀子,國本雅宏,本間敬之
    • Organizer
      日本トライボロジー学会・トライボロジー会議2016秋 新潟
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-10-13
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Life Estimation of Carbon Overcoat on Magnetic Media for Heat-Assisted Magnetic Recording Using Novel Raman Spectroscopy2016

    • Author(s)
      M.Yanagisawa, M.Kunimoto, T.Homma
    • Organizer
      ASME-ISPS (Information Storage and Processing Systems)
    • Place of Presentation
      Santa Clara Marriott, Santa Clara, CA, U.S.A.
    • Year and Date
      2016-06-20
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Depth Profile Analysis of Chemical Structures Around Lubricant/Overcoat Interface Using Plasmonic Sensor2016

    • Author(s)
      M.Yanagisawa, M.Kunimoto, T.Homma
    • Organizer
      ASME-ISPS (Information Storage and Processing Systems)
    • Place of Presentation
      Santa Clara Marriott, Santa Clara, CA, U.S.A.
    • Year and Date
      2016-06-20
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DLC薄膜のレーザー加熱温度と熱劣化の同時測定および寿命推定2016

    • Author(s)
      柳沢雅広,國本雅宏,本間敬之
    • Organizer
      日本トライボロジー学会・トライボロジー会議2016春 東京
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター、東京
    • Year and Date
      2016-05-23
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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

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