2021 Fiscal Year Annual Research 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, 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 – 2022-03-31
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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（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．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な環境調和型OFMの創製に挑戦する．本年度は，主として以下を実施した．
・設計・合成した有機ラジカルをもつTEMPO系OFM分子や他の候補分子について，データベースを構築した．データベースは，油溶性や，ピンオンディスク式試験機を用いた摩擦・摩耗特性の測定結果，量子力学計算で得られた分子極性などを含み，高性能なOFM分子を設計する上で重要な指針となる．
・前年度に引き続き，水晶振動子マイクロバランス（QCM）を用いて，OFMの表面吸着特性（吸着質量と吸着平衡定数）と摩擦・摩耗特性との相関を評価した．摩擦・摩耗特性は荷重に依存するため，QCMで測定した静的吸着特性との相関は，低荷重の場合ではある程度見られたが，高荷重の場合では見られなかった．これらの結果により，荷重を印加した摺動状態における吸着特性の実測の重要性・課題を明らかにし，今後の展開に有用な指針を得た．
・原子間力顕微鏡（AFM）を用い，マイクロスケールにおけるOFM吸着膜の特性評価を試みた．プローブの選定や，測定試料の作成，摺動条件の設定などの工夫により，再現性の高い測定を実現し，OFM効果の発現メカニズムを解明する上で重要な手がかりを得た．
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