Study on nanotribology using plasmonic sensor

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K14149
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Design engineering/Machine functional elements/Tribology
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: YANAGISAWA Masahiro 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 客員上級研究員(研究院客員教授) (20421224)
• Research Collaborator: SAITO Mikiko ; KUNIMOTO Masahiro ; HOMMA Takayuki
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ナノマイクロトライボロジー

Outline of Final Research Achievements

We developed a novel measurement tool consist of wear resisting plasmonic sensor using SERS (Surface-Enhanced Raman Spectroscopy) to investigate an tribological interface in sliding. We succeeded in observing chemical structure in a kinetic nanometer scaled interface with a time resolution of several milliseconds and with a high loading force of 10N or more. In-situ measurement was carried out for diamond-like carbon (DLC) film or some lubricant film using the system, resulting in finding some new tribochemical phenomenon in a friction process between the coefficient of friction and the chemical structure of that films.

Free Research Field

工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果は、いままでよく分からなかった摺動界面の現象を化学構造の変化と摩擦係数の同時測定をミリ秒レベルの時間分解能で可能にすることにより詳細に調べることが可能になった。これにより従来摩擦力の変化や摺動前後の表面分析などで推測していたトライボロジー現象の解明にとってきわめて強力なツールとなる。また実際に用いられている材料系で実際に近い形で計測できることから、自動車や航空機などさまざまな工業分野における材料設計や部品設計に応用することができ、省エネ・信頼性など社会的な意義も極めて大きい。