| Project/Area Number |
20H02060
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18040:Machine elements and tribology-related
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| Research Institution | Okinawa National College of Technology (2022-2023)
Tsuruoka National College of Technology (2020-2021) |
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Principal Investigator |
SATO TAKAYA 沖縄工業高等専門学校, その他部局等, 校長 (30399258)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上條 利夫 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00588337)
荒船 博之 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90707811)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | ポリマーブラシ / ゲル / イオン液体 / アニオン重合 / リビングラジカル重合 / 自己修復 / トライボロジー / 低摩擦 / 摩擦材料 / 再生機能 / 低摩擦材料 |
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| Outline of Research at the Start |
申請者らは、イオン液体を濃厚ポリマーブラシや異種ポリマーの相互貫入三次元網目構造を有するゲルと組み合わせ、高温、減圧、高荷重条件でも10＾-3オーダーの低い摩擦係数を示す画期的なソフトトライボロジー材料を開発した。本研究では、(1)ループ状の濃厚ポリマーブラシを摺動基材の内部から摺動表面に偏析させて、低摩擦を実現すると共にブラシに自己再生機能を付与する。 (2) 真空条件下で安定な低摩擦特性を示すイオン液体ゲルに亀裂発生時の自己修復特性を付与する技術の確立を行う。再生・修復機能を持つ低摩擦で強靭なソフトマテリアルを開発することでトライボロジー科学と技術に貢献する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this research, we developed a soft material with low-friction that have the regeneration and self-repair functions. The low-friction sliding system including our material could not require replacement of the friction surface. Synthesize ABA type tri-block polymer using living anion polymerization technology,We have established a technology that utilizes the difference in hydrophilic and hydrophobic properties to form a loop-shaped brush from within the base material. We found that this surface functions as a low friction sliding system on the order of 10^-3. In parallel, we established conditions for synthesizing ion gel thin films with slide ring crosslinks.It was confirmed that the synthesized polymer brush and gel function as low-friction materials with regeneration and repair functions.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
従来の金属材料やダイヤモンドライクカーボンなどのハード材料における接触面積低減による摩擦低減に対し、ポリマーブラシやゲルなどの柔らかいソフト材料は相手材の凹凸にソフト変形し相手面を侵襲することなく低摩擦を保持できることを示した。これらの材料は自己修復機能をも有するので、特に交換に多大なコストがかかる宇宙空間やマイクロデバイスシステムの摩擦材料として大きなメリットがある。
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