2021 Fiscal Year Annual Research Report
ハイブリッド構造を有する超低摩擦摺動システムの創製
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19K04159
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| Research Institution | Tsuruoka National College of Technology |
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Principal Investigator |
上條 利夫 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00588337)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | イオン液体 / トライボロジー / 微粒子 / 低摩擦 / 濃厚ポリマーブラシ / テクスチャ / 陽極酸化ポーラスアルミナ / イオンブラシ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，摺動基板の一方をナノ・マイクロスケールのテクスチャリングを施し，その表面にイオン液体型濃厚ポリマーブラシ（ILPB）を修飾したハイブリッド構造を有する基板と平滑な表面とを組み合わせた超低摩擦摺動システムの開発を目的とした。
最終的に表面粗さの影響を避けるために，ガラス基板に蒸着したアルミニウム基板を用いて陽極酸化したポーラスアルミナの異なる細孔径・空隙率・表面密度のテクスチャ基板を作製する技術を確立し，この基板を用いて表面開始リビングラジカル重合にて各基板にILPBを修飾したハイブリッド表面と平滑ガラス表面における摩擦測定試験を実施した。その結果，テクスチャ基板の状態の違いにより潤滑特性が異なること，従来の平滑な基板にILPBを修飾したものより低摩擦特性が得られることが明らかとなった。
現時点ではテクスチャ構造の違いによる低摩擦特性発現のメカニズムについては，テクスチャ構造を施さないときとの比較からテクスチャによって潤滑剤の保持効果に起因した流体潤滑領域の拡大，２倍以上摩擦係数が小さくなるという理解にとどまったが，5Nの荷重条件下において，実験的にマクロスケールで摩擦係数＜0.001の超低摩擦特性が発現する挙動も確認された。一方，繰り返し耐久性の評価について，ILPBの重合度を増やした基板にて測定した結果，0.001オーダーで10000回以上繰り返し低摩擦特性が維持されることも明らかとなった。
本研究にて，テクスチャ基板とILPBを組み合わせた低摩擦摺動システムを開発し，その有用性を示すことができた。
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