2021 Fiscal Year Research-status Report
Translational Motion of Liquid Lubricants Tracked with Single Fluorophores
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21K18935
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
大西 洋 神戸大学, 理学研究科, 教授 (20213803)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
手老 龍吾 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40390679)
松本 拓也 神戸大学, 工学研究科, 講師 (70758078)
天野 健一 名城大学, 農学部, 准教授 (30634191)
平山 朋子 京都大学, 工学研究科, 教授 (00340505)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | トライボロジー / エネルギー散逸 / 表面界面 / オペランド計測 / 蛍光顕微鏡 / スピロビフルオレン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では固体に挟まれた潤滑油分子の並進運動を計測する。現在世界中で使われている潤滑油は、蒸気圧の低い炭化水素液体(ポリオレフィンなど)に微量(0.01-0.1%)の極性化合物(長鎖脂肪酸など)を溶解した溶液である。炭化水素液体(機械工学では基油とよぶ)に極性化合物(同じく添加剤)を加えると格段に滑りが良くなる経験則にもとづいて実用潤滑油が製造販売されている。添加剤を加えても潤滑油の粘度は変化しないにもかかわらず滑りが良くなるのはなぜか? 高校生が抱いても不思議のない問い分子科学の視点から答えることが研究の目的である。
機械工学と分子科学をつなぐ学際研究を進めるために大西洋(物理化学)・手老龍吾(生物物理)・平山朋子(機械工学)・松本拓也(有機化学)・天野健一(統計力学)からなる研究チームを組織し、それぞれが指導する大学院生に研究協力者として参画を求めた。
初年度である2021年度には（1）2020年度まで実施した挑戦的研究(18K19058)で計測した顕微鏡動画から蛍光単一分子による点発光を識別し、その数変化を定量的に再現するための数理モデルを構築した。（2）油(有機溶媒)に溶解する蛍光マーカー化合物としてこれまで使用してきたBODIPY系化合物は焼尽(励起光照射によって蛍光マーカー化合物が壊れてしまうこと)がおこりやすい欠点があった。焼尽しにくいスピロビフルオレン系化合物の有機化学合成を進めた。（3）Mischa Bonnら(マックスプランク研究所, 海外協力者)から提供を受けたグラフェン系化合物が油に溶解する蛍光マーカーとして利用できることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
COVID-19による出張制限のために2021年度に計画した蛍光一分子追跡の実験計測を研究代表者と分担者が集合しておこなうことができなかった。分担者各々が独立で実施できる研究内容についても、研究協力者である大学院生の入構が制限される、あるいは自宅待機となるなどの事由によって、研究の進捗は当初計画に比べてやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
代表者と分担者の所属機関ではCOVID-19による出張制限と入構制限などが2022年4月にほぼ撤廃された。2021年度の遅れをできるだけ取り返すように進めていく。
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| Causes of Carryover |
COVID-19による出張制限のために2021年度に計画した蛍光一分子追跡の実験計測を研究代表者と分担者が集合しておこなうことができなかった。そのために旅費に未執行が生じた。また、代表者と分担者各々が独立で実施できる研究内容についても研究協力者である大学院生の入構が制限される、あるいは自宅待機となるなどの事由によって進捗が当初計画に比べてやや遅れているために次年度使用額が発生した。代表者と分担者の所属機関ではCOVID-19による出張制限と入構制限などが2022年4月にほぼ撤廃された。2021年度の遅れを取り返すために次年度使用額を活用する。
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