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2018 Fiscal Year Research-status Report

A new concept of the formation process of boundary lubrication films

Research Project

Project/Area Number 18K18813
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

鷲津 仁志  兵庫県立大学, シミュレーション学研究科, 教授 (00394883)

Project Period (FY) 2018-06-29 – 2021-03-31
Keywords境界潤滑 / 分子動力学 / 固液界面 / 防錆剤 / 極圧剤 / マテリアルズインフォマティクス / 京コンピュータ
Outline of Annual Research Achievements

(1)複数種類の添加剤および基油について検討するためのユニバーサルな方法論を確立については,油性剤について原著論文を発表し,境界潤滑油膜の物理吸着初期過程の解析について,スタンダードとなる解析手法として提示した.これのみならず,極圧剤についても同様の手法が有効であることを示した.リン系極圧剤は,表面において特徴的な物理吸着構造を作ること,それが強い官能基間相互作用によることを示した.このことは,吸着前の基油中における会合体の形成においても,油性剤と極圧剤で異なることを示した.また,複数種類の極圧剤について検討している.この結果から,通常は水中において議論されるコロイド学の方法が,油中においては異なること,油中におけるコロイド学の創成が必要であることを示した.(2)金属面との相互作用の詳細検討のための反応力場を用いた化学吸着プロセス手法については,銅酸化防止添加剤について反応力場を用いた解析を実施し,酸化銅および銅を有するハイブリッド表面において選択的吸着が生じることを示した.これまで,銅酸化防止剤については精密な量子化学計算は行われてきたものの,分子集団の吸着という観点からは研究が行われてこなかった.これについて,原著論文を投稿し,受理され,現在印刷中である.(3)吸着ダイナミクスの理解のための解析手法の深化,については,(2) の化学反応を伴う系に関して,固体表面の電荷移動,吸着分子の分極率の変化に関する解析,吸着部位の解析,配向の解析など,新規解析手法を提案した.(4)連携研究グループから提供された実験結果に対応する大規模実証計算,については,高分子系の材料について京コンピュータを用いた解析を実施し,(5)MIによるオイルと添加剤の最適組成の探索,と併せて有機系ソフトマターのMI の適用性について検証を実施し,初期的な成果を得た.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

極圧剤の解析においては,油性剤と異なり基油中において会合体を早期に形成するという新しい知見を得ることができた.また,防錆剤については,これまで知られていなかった選択的吸着機構を分子レベルではじめて解明した.この成果に関して,学会賞を4回受賞している.また,京コンピュータのトライアルを実施することができたため,マテリアルズインフォマティクスの初期的な成果を得ることもできた.

Strategy for Future Research Activity

今後は,極圧剤に関してより広範な解析を実施し,物理吸着の学理を明らかにする.せん断下,弾性流体潤滑下など複雑かつ動的な状況における挙動についても調べる.また,大規模実証計算を境界潤滑油膜について実施し,プロセスを含むマテリアルズインフォマティクス解析の可能性について検討する.

Causes of Carryover

年度末において,出張を取りやめたため.

  • Research Products

    (22 results)

All 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Understanding the effect of the base oil on the physical adsorption process of organic additives using molecular using molecular dynamics2019

    • Author(s)
      Konishi Masakazu、Washizu Hitoshi
    • Journal Title

      Tribology International

      Volume: 0 Pages: 1-7

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.triboint.2019.01.027

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Molecular simuations for boundary lubrication under specific conditions2019

    • Author(s)
      H. Washizu
    • Organizer
      Hydrogen Energy and Fuel Cell Forum in Kyushu & International Hydrogen Energy Development , Kyushu Univ., FukuokaForum 2019
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 分子動力学を用いた摩擦現象解析2019

    • Author(s)
      鷲津仁志
    • Organizer
      2019 年 1 回極限ナノ造形・構造物性研究会,東北大学東京サイト,東京
    • Invited
  • [Presentation] 分子シミュレーションによる固液界面のダイナミクスの解析2018

    • Author(s)
      鷲津仁志
    • Organizer
      2018 年日本表面真空学会学術講演会,神戸国際会議場,神戸
    • Invited
  • [Presentation] 潤滑界面での分子設計評価2018

    • Author(s)
      鷲津仁志
    • Organizer
      高分子材料系におけるLAMMPS ReaxFF計算の活用セミナー,大阪大学,大阪
    • Invited
  • [Presentation] 大規模シミュレーションによるブレンド系ポリマーの比誘電率推定2018

    • Author(s)
      清水陽平,黒川貴則,新井大和,鷲津仁志
    • Organizer
      2018 年度 高分子基礎物性研究会・高分子計算機科学研究会・ 高分子ナノテクノロジー研究会 合同討論会, 大阪大学 中之島センター,大阪
  • [Presentation] 固体潤滑の分子レベルからの理論的アプローチ2018

    • Author(s)
      鷲津仁志
    • Organizer
      トライボロジー会議2018秋,伊勢, C10
  • [Presentation] 分子動力学法によるリン酸エステルの金属表面への吸着過程の解析2018

    • Author(s)
      井池祐貴, 甲嶋宏明,鷲津仁志
    • Organizer
      トライボロジー会議2018秋,伊勢, E10
  • [Presentation] リン酸エステルの金属表面における摩擦摩耗特性とその構造2018

    • Author(s)
      甲嶋宏明,村上祐子,東海林弘,井池祐貴, 鷲津仁志
    • Organizer
      トライボロジー会議2018秋,伊勢, E9
  • [Presentation] 銅表面における防錆剤吸着過程の電荷移動ダイナミクス2018

    • Author(s)
      西川航平,秋山博俊,八木下和宏,鷲津仁志
    • Organizer
      トライボロジー会議2018秋,伊勢, E8
  • [Presentation] Molecular Simulation of adsorption process of anti-corrosion additives2018

    • Author(s)
      K. Nishikawa, H. Akiyama, K. Yagishita, H. Washizu
    • Organizer
      The 9th International Conference on Multiscale Materials Modeling, p. 663, Osaka International Convention Center, Osaka
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リン酸エステルの金属表面への吸着過程の分子動力学シミュレーション2018

    • Author(s)
      井池祐貴, 鷲津仁志
    • Organizer
      第9回トライボロジー秋の学校 in 愛知, あいち健康プラザ,愛知
  • [Presentation] 防錆剤の金属表面に対する吸着過程解析2018

    • Author(s)
      西川航平,秋山博俊,八木下和宏,鷲津仁志
    • Organizer
      第9回トライボロジー秋の学校 in 愛知, あいち健康プラザ,愛知
  • [Presentation] Molecular dynamics analysis of anti-copper-corrosion additives in solution2018

    • Author(s)
      K. Nishikawa, H. Akiyama, K. Yagishita, H. Washizu
    • Organizer
      The 6th Asia International Conference on Tribology (ASIATRIB2018), Hilton-Kuching, Sarawak, Malaysia
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Molecular Simulations for Complex Boundary Lubrication2018

    • Author(s)
      H. Washizu, H. Akiyama, M. Konishi, K. Nishikawa
    • Organizer
      The 6th Asia International Conference on Tribology (ASIATRIB2018), Hilton-Kuching, Sarawak, Malaysia
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リン 酸エステルの 金属表面へ吸着過程の分子動力学シミュレーション2018

    • Author(s)
      井池祐貴, 鷲津仁志
    • Organizer
      第22回分子シミュレーション夏の学校,三国観光ホテル,三国町,福井
  • [Presentation] 分子動力学シミュレーションによる銅腐食防止添加剤の銅表面への吸着機構解析2018

    • Author(s)
      西川航平,八木下和宏, 秋山博俊,鷲津仁志
    • Organizer
      日本機械学会 2018 年度年次大会, 関西大学, 大阪
  • [Presentation] Dynamics of complex liquids under boundary lubrications2018

    • Author(s)
      H. Washizu, H. Akiyama, M. Konishi, K. Nishikawa, S. Usui, T. Kawate
    • Organizer
      45th Leeds-Lyon Symposium on Tribology, University of Leeds, Leeds, UK, 33.4.
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Molecular Dynamics Simulation of Adsorption Process of Anti-Corrosion Additives on Copper and Oxidized Copper Surfaces2018

    • Author(s)
      K. Nishikawa, H. Akiyama, K. Yagishita, H. Washizu
    • Organizer
      Proceedings of the 2018 ASME Information Storage & Processing Systems and Micromechatronics for Information and Precision Equipment (ISPS/MIPE 2018), San Fransisco, USA, ISPS-MIPE2018-8538
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 防錆剤による金属表面への化学吸着と物理吸着の同時解析2018

    • Author(s)
      西川航平,八木下和宏, 秋山博俊,鷲津仁志
    • Organizer
      関西潤滑懇談会 7月例会ポスター発表会, 関西大学, 大阪
  • [Presentation] 分子動力学法による腐食防止添加剤の銅および酸化銅表面への吸着特性解析2018

    • Author(s)
      西川航平,秋山博俊, 八木下和宏, 鷲津仁志
    • Organizer
      トライボロジー会議 2018 春 東京, 国立オリンピック記念青少年総合センター, 東京, 301
  • [Presentation] リン酸エステルの金属表面への吸着過程の分子動力学解析2018

    • Author(s)
      鷲津仁志,小西正和,井池祐貴, 中江理緒, 甲嶋宏明
    • Organizer
      トライボロジー会議 2018 春 東京, 国立オリンピック記念青少年総合センター, 東京, 270

URL: 

Published: 2019-12-27  

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