2019 Fiscal Year Research-status Report
グリーントライボロジーのための高性能な有機摩擦調整剤の創製
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19K21915
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
張 賀東 名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (80345925)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塚本 眞幸 名古屋大学, 情報学研究科, 講師 (10362295)
三矢 保永 公益財団法人名古屋産業科学研究所, 研究部, 上席研究員 (10200065)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | グリーントライボロジー / 境界潤滑 / 有機摩擦調整剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地球環境と調和した持続可能な社会の実現には，摩擦によるエネルギー損失を低減でき，かつ環境にやさしい潤滑技術（グリーントライボロジー）の確立が重要な課題である．摩擦低減の方法として，低粘度の潤滑油に有機摩擦調整剤（organic friction modifier: OFM）などを添加する方法が用いられてきた．しかし，現用のOFMは，摩擦低減効果が不十分な上に，環境負荷が高い硫黄やリンを含むものもあり，最適化の余地が大きい．そこで本研究では，OFMの従来の分子構造を刷新すべく，設計指針の探索・確立とともに，これまでに類例のない有機ラジカルを基盤とした高性能環境調和型OFMの創製に挑戦する．本年度は，主として下記を実施した．
1) 新規OFM分子の設計・合成：OFMとしての性能を高めるには，有機ラジカルをもつ環状構造を片末端とする鎖状の分子が有効と考えている．そのため，まず官能基を持ったTEMPO誘導体にアルキル鎖を装着して，硫黄やリンを含まない標的構造をもつ分子の合成に成功した．アルキル鎖の長さを変えた分子も合成し，鎖長の影響を調べた．また，末端に含まれる有機ラジカルと環状構造のそれぞれの効果を明らかにするために，両者を切り分けた分子を設計・合成した．
2) マクロな実用性能の評価：合成したOFMを潤滑油に添加して，ピンオンディスク式試験機を用い，垂直荷重や摺動速度をパラメータとして摩擦・摩耗特性を測定した．比較のため，市販の既存添加剤（ステアリン酸とステアリルアミン）を用いた測定も行った．その結果，新規に設計・合成したC12TEMPOが高荷重条件でも低い摩擦係数を維持し，かつ摩擦係数の経時変化が小さく，摩耗も少ないという測定試料の中で最も良い特性を示すこと，および分子末端のラジカルがOFMの特性向上に重要な役割を果たすことを明らかにした．
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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
研究実績の概要に述べたように，交付申請時の計画に応じて進捗しており，結果も得られている．そのため，おおむね順調に進展していると判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
交付申請時の計画にしたがって，原子間力顕微鏡を用いたマイクロスケールにおけるOFM吸着膜の特性評価に軸足を移す．評価結果に基づいて，分子構造，吸着膜の特性，およびピンオンディスク試験機で測定したマクロ特性としての摩擦摩耗特性の相互関係を解明して，OFM分子設計の指針を探索・確立する．
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| Causes of Carryover |
新規OFM分子の合成を比較的順調に行えたため，当初の予算額より実支出額が下回り，かつ今後の研究にはより多くの費用が必要と見込まれたため，次年度使用額が生じた．OFM分子のマイクロ特性の評価に必要なセンサ類の選定に，その予算に充てる予定である．
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Research Products
(3 results)
