原子直視型材料力学実験法による変形・摩擦型ナノメートル機械素子の開発

• Project/Area Number: 23K22657
• Project/Area Number (Other): 22H01386 (2022-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2022-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18040:Machine elements and tribology-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 木塚 徳志 筑波大学, 数理物質系, 教授 (10234303)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000); Fiscal Year 2026: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
• Keywords: 機械素子 / ナノ構造 / 材料力学 / その場観察 / 電子顕微鏡 / 摩擦

Outline of Research at the Start

研究代表者が開発してきた“その場”電子顕微鏡法を基盤とするナノ力学実験法を活用し、種々のナノメートル・原子サイズの変形駆動型機械素子と摩擦素子を開発する。ナノメートル・原子サイズのクラスター、接点、ワイヤー、チューブなどの機械要素を原子レベルで観察しながら、ピコメートル精度で操作して変形・複合し、ナノメートル・原子サイズの機械素子を創製する。この素子の構成原子の配置を同定し、機械的特性をはじめとする諸特性をその場で解析する。さらに、変形・摩擦時の機械素子駆動を直接観察し、劣化と破壊の機構を明らかにする。こうした成果を基に、新しい機能をもつ微小機械素子を開発し、原子スケール機械学を展開する。