| 研究課題/領域番号 |
18K03911
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
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| 研究機関 | 東京都立大学 |
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研究代表者 |
鎗光 清道 東京都立大学, システムデザイン研究科, 助教 (90723205)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | ハイドロゲル / 低摩擦 / 低摩耗 / 水和構造 / 表面微細構造 / 人工軟骨 / 乾燥温湿度条件 / 摩擦 / 摩耗 / 速度依存性 / 荷重依存性 / 透水率 |
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| 研究成果の概要 |
PVA凍結解凍ゲルおよびキャストドライゲルの構造を単一層内で複合化させ，低透水性かつ特異的表面潤滑層を有するコンポジット型ハイブリッドゲルを開発し，その摩擦特性が摩擦速度，荷重に依存せず，極めて低い摩擦係数を示すこと明らかにした．
PVAキャストドライゲルおよびコンポジット型ハイブリッドゲルの表面に，微小な凹凸を付与したところ，水潤滑下では初期摩擦の大幅な低減，そしてヒアルロン酸水溶液潤滑下では，初期摩擦のみでなく定常摩擦域においても摩擦係数が顕著に低減し，摩耗も僅少であった．
これらにより，PVAハイドロゲルの水和構造および表面微細構造の制御により低摩擦・低摩耗化が可能であることを示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，PVAハイドロゲルの水和構造と表面微細構造の制御による低摩擦・低摩耗化を目指したものである．ハイドロゲルを関節軟骨代替材料や機械要素の摺動面材料として応用するための研究は多く行われているが，本研究はその実用化において重要であるハイドロゲルの低摩擦・低摩耗化をゲルの架橋形成時の温湿度制御および表面への微細な凹凸の付与により実現している点で新規性があり，今後のハイドロゲルの摺動面材料としての応用に際しては重要な知見となるものである．
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