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摩擦制御を目指したナノ滑りでのエネルギー散逸の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K05054
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関電気通信大学

研究代表者

鈴木 勝  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (20196869)

研究分担者 佐々木 成朗  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (40360862)
三浦 浩治  愛知教育大学, 教育学部, 特別教授 (50190583)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードナノトライボロジー / 動摩擦 / エネルギー散逸
研究成果の概要

本研究は,ナノすべりでのエネルギー散逸や接触点の有効弾性力が,表面分子やその運動性と,どのような関係があるかを明らかにすることを目的として,水晶振動子上の試料表面にAMF探針を接触させたときの摩擦特性の測定とモデル計算を行った研究である。本研究から,ナノすべり摩擦について次の点が明らかになった。1)金表面上でのナノすべりの有効粘性係数がはじめて求められた。2)C60単結晶のナノすべり摩擦では,探針のすべりによるC60分子の回転のエネルギー散逸が観測された。3) ナノすべりのエネルギー散逸の温度依存性は,探針が表面ポテンシャルをクリープで定性的に説明できることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

微細加工技術の進歩により,ナノ・マイクロマシンの作製が可能となり,『固体-固体間が触合うときの動摩擦の制御は?』の問いが,工学的にも理学的にも興味を持たれている.一方,ナノスケールの視点からの動摩擦によるエネルギー散逸の機構の理解と制御は必ずしも明らかでない。本研究は,これらの問題にひとつの知見を与えるために,制御された表面でのナノすべりでの摩擦特性,特に動摩擦のエネルギー散逸を測定し,モデル計算と比較を行った。本研究は,ナノスケールの視点から動摩擦の制御に知見を与えるものである。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Superlubrication by phonon confinement2018

    • 著者名/発表者名
      N. Wada, M. Ishikawa, T. Shiga, J. Shiomi, M. Suzuki, K. Miura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 97 号: 16

    • DOI

      10.1103/physrevb.97.161403

    • NAID

      130007519305

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] AT-cut 水晶振動子を利用した C60 単結晶のナノすべり摩擦II2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木凌一, 鈴木勝, 谷口淳子, 佐々木成朗, 石川誠, 三浦浩治
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温での金基板とグラファイト基板のナノ滑り摩擦の測定2020

    • 著者名/発表者名
      藤塚聡, 谷口淳子, 鈴木勝, 佐々木成朗, 石川誠, 三浦浩治
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] フラーレン/グラフェン超潤滑界面におけるエネルギー散逸2019

    • 著者名/発表者名
      和泉達也, 梶晧彦, 渡邉章嗣, 鈴木勝, 三浦浩治, 佐々木成朗
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 音叉型水晶振動子による金表面のナノすべり測定2019

    • 著者名/発表者名
      吉川由華, 谷口淳子, 鈴木勝, 佐々木成朗, 石川誠, 三浦浩治
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロピラー表面の超潤滑2019

    • 著者名/発表者名
      和田範之, 石川誠A, 鈴木勝B, 柳澤亮人C, 野村政宏C, ◯三浦浩治
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ATカット水晶振動子を利用したC60単結晶のナノすべり摩擦の測定2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木凌一,仙海翼,谷口淳子,鈴木勝, 石川誠,三浦浩治
    • 学会等名
      日本物理学会2018秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 音叉型水晶振動子を用いたフラーレン単結晶のナノすべり摩擦の測定2018

    • 著者名/発表者名
      仙海翼,佐々木凌,一谷口淳子,鈴木勝, 石川誠,三浦浩治
    • 学会等名
      日本物理学会2018秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 表面ナノ構造でのフォノン超潤滑2018

    • 著者名/発表者名
      和田範之,石川誠,鈴木勝, 志賀琢摩,塩見淳一郎,三浦浩治
    • 学会等名
      日本物理学会2018秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] グラファイトのナノステップ構造における動摩擦のエネルギー散逸像測定2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木達朗,棚原翔平,谷口淳子,佐々木成朗,鈴木勝,石川誠, 三浦浩治
    • 学会等名
      日本物理学会(第73回年次大会・東京理科大)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Surface Mapping of the Dynamic Friction and Elastic Stiffness of Nanoscale Contact2018

    • 著者名/発表者名
      T. Suzuki, S. Tanahara, J. Taniguchi, M. Suzuki, N. Sasaki, M. Ishikawa, and K. Miura
    • 学会等名
      International Symposium on Novel Energy Nanomaterials, Catalysts and Surfaces
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 音叉型水晶振動子によるフラーレン蒸着膜上のナノすべり測定2017

    • 著者名/発表者名
      吉川由華,鈴木達朗,谷口淳子,鈴木勝,佐々木成朗,石川誠,三浦浩治
    • 学会等名
      日本物理学会(2017秋季大会,岩手大学)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 金表面のナノ滑り摩擦の温度変化Ⅱ2017

    • 著者名/発表者名
      金表面笠原奈央,小林卓也,谷口淳子,鈴木勝,佐々木成朗,石川誠,三浦浩治
    • 学会等名
      日本物理学会(2017秋季大会,岩手大学)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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