元素添加ダイヤモンドライクカーボン膜を用いたフジツボ類の付着防除に関する研究
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20K04934
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 24020:Marine engineering-related
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
尾関 和秀 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (20366404)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | DLC / フジツボ / パターン |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、フジツボ類の船舶や発電設備等の構造物への付着防止を目的として、吸着抑制、機械的特性、環境に優れるダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜を応用することを目的とする。DLC膜に元素添加等の技術を付与することで、DLC表面に親水性・疎水性機能を付加し、DLC膜とフジツボの付着防止機能の向上及び付着防止の最適化を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和4年度は、ステンレス製のマスクパターンを作製し、パターン状のDLC膜の作製を試みた。パターン幅が200μmと500μmのくし形のパターンDLC膜を作製し、DLCの膜厚を50～300nmに設定した。
基板との密着性試験では、パターンDLC膜の方がパターンなしのDLC膜に比べ、密着力が低下する傾向が見られ、膜厚が大きいほど密着力が低下する傾向が認められた。これは、膜をパターン状にすることで、DLC膜と基板との接触面積が減少したことが要因と考えられる。
Ball-on-disk試験では、パターン状DLC膜の方がパターンなしのDLC膜に比べて、摩擦係数が低下することが明らかとなった。これは、試験時に発生する摩耗粉がパターンの溝に入ることで、摩耗粉が排出されていることが要因と考えられた。
フジツボの付着実験では、容器内側にこれらのパターンDLCが成膜された20mm×20mm×10mmのボックスを作成し、その中にフジツボの幼生であるキプリス幼生を散布して、付着率の測定を行った。なお、今回の実験ではパターンのみの影響を評価するため、成膜したDLCは、元素添加を行っていないDLC膜を用いた。実験の結果、パターン状DLC膜のキプリス幼生付着率は、パターンなしのDLC膜のそれよりも高い傾向を示し、パターンの有効性が認められなかった。この要因として、キプリス幼生の触覚幅とDLC膜のパターン幅が適切でなかった可能性が考えられた。キプリス幼生の触覚幅が30μm程度であるのに対して、200μmのパターン幅が大きいと考えられる。今後は、パターン幅を小さくしたパターンDLC膜の検討を行う必要があると結論づけられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
令和5年度に計画していたパターンDLC膜の作製に、前倒して令和4年度に取り掛かれたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度は、令和4年度で課題となったDLC膜のパターン幅の改善を検討し、ケイ素・フッ素添加のパターンDLC膜の作製も試みる予定である。これらのDLC膜を用いて、フジツボ付着率の評価を行う予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(3 results)
