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Study of the energy dissipation in nano-sliding aiming at frictional control

Research Project

Project/Area Number 17K05054
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Thin film/Surface and interfacial physical properties
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

Suzuki Masaru  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (20196869)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐々木 成朗  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (40360862)
三浦 浩治  愛知教育大学, 教育学部, 特別教授 (50190583)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywordsナノトライボロジー / 動摩擦 / エネルギー散逸
Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to clarify the relationship between the energy dissipation in nano-slide and the effective elastic force at the contact point with the surface molecules and their motility. In this study, we measured the frictional characteristics and calculated the model when the AMF probe was brought into contact with the sample surface on the crystal oscillator. From this study, the following points were clarified regarding nano-friction. 1) The effective viscosity coefficient of nano-friction on the gold surface was obtained for the first time. 2) In the nano-friction of the C60 single crystal, the energy dissipation of the rotation of the C60 molecule due to the slip of the probe was observed. 3) It was clarified that the temperature dependence of energy dissipation of nano-friction can be explained qualitatively by creep of the surface potential of the probe.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

微細加工技術の進歩により,ナノ・マイクロマシンの作製が可能となり,『固体-固体間が触合うときの動摩擦の制御は?』の問いが,工学的にも理学的にも興味を持たれている.一方,ナノスケールの視点からの動摩擦によるエネルギー散逸の機構の理解と制御は必ずしも明らかでない。本研究は,これらの問題にひとつの知見を与えるために,制御された表面でのナノすべりでの摩擦特性,特に動摩擦のエネルギー散逸を測定し,モデル計算と比較を行った。本研究は,ナノスケールの視点から動摩擦の制御に知見を与えるものである。

Report

(5 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Superlubrication by phonon confinement2018

    • Author(s)
      N. Wada, M. Ishikawa, T. Shiga, J. Shiomi, M. Suzuki, K. Miura
    • Journal Title

      Phys. Rev. B

      Volume: 97 Issue: 16

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.161403

    • NAID

      130007519305

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] AT-cut 水晶振動子を利用した C60 単結晶のナノすべり摩擦II2020

    • Author(s)
      佐々木凌一, 鈴木勝, 谷口淳子, 佐々木成朗, 石川誠, 三浦浩治
    • Organizer
      日本物理学会第75回年次大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 低温での金基板とグラファイト基板のナノ滑り摩擦の測定2020

    • Author(s)
      藤塚聡, 谷口淳子, 鈴木勝, 佐々木成朗, 石川誠, 三浦浩治
    • Organizer
      日本物理学会第75回年次大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] フラーレン/グラフェン超潤滑界面におけるエネルギー散逸2019

    • Author(s)
      和泉達也, 梶晧彦, 渡邉章嗣, 鈴木勝, 三浦浩治, 佐々木成朗
    • Organizer
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 音叉型水晶振動子による金表面のナノすべり測定2019

    • Author(s)
      吉川由華, 谷口淳子, 鈴木勝, 佐々木成朗, 石川誠, 三浦浩治
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] マイクロピラー表面の超潤滑2019

    • Author(s)
      和田範之, 石川誠A, 鈴木勝B, 柳澤亮人C, 野村政宏C, ◯三浦浩治
    • Organizer
      日本物理学会第74回年次大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ATカット水晶振動子を利用したC60単結晶のナノすべり摩擦の測定2018

    • Author(s)
      佐々木凌一,仙海翼,谷口淳子,鈴木勝, 石川誠,三浦浩治
    • Organizer
      日本物理学会2018秋季大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 音叉型水晶振動子を用いたフラーレン単結晶のナノすべり摩擦の測定2018

    • Author(s)
      仙海翼,佐々木凌,一谷口淳子,鈴木勝, 石川誠,三浦浩治
    • Organizer
      日本物理学会2018秋季大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 表面ナノ構造でのフォノン超潤滑2018

    • Author(s)
      和田範之,石川誠,鈴木勝, 志賀琢摩,塩見淳一郎,三浦浩治
    • Organizer
      日本物理学会2018秋季大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] グラファイトのナノステップ構造における動摩擦のエネルギー散逸像測定2018

    • Author(s)
      鈴木達朗,棚原翔平,谷口淳子,佐々木成朗,鈴木勝,石川誠, 三浦浩治
    • Organizer
      日本物理学会(第73回年次大会・東京理科大)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Surface Mapping of the Dynamic Friction and Elastic Stiffness of Nanoscale Contact2018

    • Author(s)
      T. Suzuki, S. Tanahara, J. Taniguchi, M. Suzuki, N. Sasaki, M. Ishikawa, and K. Miura
    • Organizer
      International Symposium on Novel Energy Nanomaterials, Catalysts and Surfaces
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 音叉型水晶振動子によるフラーレン蒸着膜上のナノすべり測定2017

    • Author(s)
      吉川由華,鈴木達朗,谷口淳子,鈴木勝,佐々木成朗,石川誠,三浦浩治
    • Organizer
      日本物理学会(2017秋季大会,岩手大学)
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 金表面のナノ滑り摩擦の温度変化Ⅱ2017

    • Author(s)
      金表面笠原奈央,小林卓也,谷口淳子,鈴木勝,佐々木成朗,石川誠,三浦浩治
    • Organizer
      日本物理学会(2017秋季大会,岩手大学)
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2022-01-27  

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