2018 Fiscal Year Final Research Report
Nanomechanics of pi-figurated molecular machines
| Project Area | pi-System Figuration: Control of Electron and Structural Dynamism for Innovative Functions |
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| Project/Area Number |
26102016
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
Sasaki Naruo 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (40360862)
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| Research Collaborator |
MIURA KOUJI 愛知教育大学, 教育学部, 教授 (50190583)
ITAMURA NORIAKI 成蹊大学, 理工学部, 助教 (90433854)
SUZUKI MASARU 電気通信大学, 情報理工学部, 教授 (20196869)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | ナノトライボロジー / 超潤滑 / エネルギー散逸 / グラフェン / スマネン / フラーレン / 原子間力顕微鏡 / 分子シミュレーション |
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| Outline of Final Research Achievements |
Elucidation of nanomechanics of π-figurated molecular machine and proposal of precise measurement method have been performed as follows: We developed a model potential suitable for high-speed simulation of friction at the graphene interface, and succeeded in reducing the calculation time to about 1 / 10,000 of the previous one. We proposed a color AFM method to convert tip-surface interaction information into RGB color data and visualize it. We also proposed tribo-phonon spectroscopy (TPS) to detect energy dissipation dynamically using QCM-AFM. The polymer solution containing carbon nanotubes was stretched using a microfluidic device in order to produce a new cell scaffolding material. The compression and friction properties of the sumanene thin film adsorbed on the gold surface were evaluated by molecular dynamics method.
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| Free Research Field |
表面物性理論
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究成果から以下の展開が期待される。高速計算用ポテンシャルによりグラフェン界面力学に関する実験と理論間の比較が可能となった。カラーAFMは界面の微量な化学成分検出法として期待される。TPSはaJオーダーの微小な散逸エネルギーの検出法として期待される。新しい足場材料の再生医療・創薬研究への利用が期待される。スマネンの機能性薄膜としての応用が期待される。このように本研究はπ造形システムのナノ力学物性、特に摩擦の初期過程（素励起）からエネルギー散逸過程までを系統的に理解する方法論を提示し得る点に学術的意義がある。本研究から新規省エネルギーシステムの創成につながる可能性を有する点に社会的意義がある。
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