2020 Fiscal Year Research-status Report
A new concept of the formation process of boundary lubrication films
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18K18813
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| Research Institution | University of Hyogo |
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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)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2022-03-31
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| 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 / 化学吸着 / 地球シミュレータ |
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| 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，リン系極圧剤に関して更なる結果を得た．すなわち，昨年度判明した極圧剤の逆ミセル構造において，平衡状態における拡散について検討したところ，短時間の拡散については添加剤の分子構造の違い（リン酸基に対して 1 本鎖か 2 本鎖か）によって違ったが，長時間の拡散係数については変化が小さかった．これは，短時間の拡散については分子鎖が多い方が周囲の溶媒（基油）分子との絡み合いが重要になるのに対して，長時間については逆ミセルという会合体集団として動き，その際の会合体の流体力学半径は大きく異ならないためだと解釈できる．これは，昨年度示唆されたバウデン-テーバー理論の分子論的な解釈を進展させるものである．（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，昨年度開始した反応力場を用いたリン系極圧剤の鉄表面への吸着プロセスに関する分子動力学解析をさらに詳細解析を行い，吸着する部位によるダイナミクスの違いや，分子内における電荷分布の変化の違いが明らかとなった．（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) に関して，基油も含む現象に拡張するなど更に多くの系に展開した．（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のテーマをさらに進め，（5）前年までに MI の評価関数として用いることができることが分かったパーシステント・ホモロジーに関して，さらに解析を行い，高分子の高次構造の違いを表す指標として適切であることを証明し，この研究に関して Sci. Rep. の論文が出版され，プレスリリースを出した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
極圧剤の解析において，さらに会合体のダイナミクスに関する新しい知見を得ることができた．また，表面反応について解析が進んだ．マテリアルズインフォマティクスに関しては，パーシステント・ホモロジーに着目した新規解析手法を世に問うことができ，このことをトライボロジーに応用できる可能性を示した．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，極圧剤の解析をさらに進める．具体的には，1本鎖および2本鎖に限定していた解析を，様々な分子種に対して応用し，会合体のダイナミクスの詳細に関して明らかにする．表面反応についても，連携研究グループから提供されたデータに関してより詳細に化学吸着の解析を実施する．また，本研究で方向性の示されてきたパーシステント・ホモロジーに着目した研究を，さらに界面系に適用する．本年度は新型コロナのために出張などが休止になったため，本研究課題の完成度を高めることに注力する．
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| Causes of Carryover |
新型コロナのため，予定していた学会出張が減少した．また，オンライン出版費に関して共同研究者によって支払われた．また，予定していた計算機関係備品の消費が抑えられた．このため，2021年度においては，計算機関係備品の購入，共同研究者とのさらなるディスカッションのための出張，外部発表費用などに用いる予定である．
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