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集積化マイクロデバイスを用いたナノすきま潤滑の素過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H00214
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

福澤 健二  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60324448)

研究分担者 伊藤 伸太郎  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (50377826)
東 直輝  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (50823283)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
44,850千円 (直接経費: 34,500千円、間接経費: 10,350千円)
2022年度: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2021年度: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
2020年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
キーワードナノトライボロジー / マイクロ流体デバイス / MEMS / ナノすきま潤滑
研究開始時の研究の概要

材料・加工技術の進歩に対応して,摺動すきまの微小化が要請されているが,ナノすきま潤滑技術は確立されていない.ナノすきまの潤滑剤の特性には平行な摺動面が,互いに平行に相対運動する摺動計測系が求められるが実現は困難であった.本研究では,マイクロマシン技術を用いて摺動部・アクチュエータを集積化した平行平面摺動系を構築する.これを用い摺動時の力計測に加えすきま分布と潤滑液体の流れ場も計測可能な,すきまを精密に規定した潤滑計測法を確立し,ナノすきまでの流体潤滑の素過程解明のための基盤的知見を得る.

研究成果の概要

本研究では,平行平面しゅう動系を実現する,マイクロマシン技術を用いたしゅう動部・アクチュエータを集積化したマイクロ潤滑計測デバイス,ナノしゅう動すきまの測定を実現するエリプソメトリー顕微鏡によるすきま計測法,および蛍光一分子の運動を解析しナノしゅう動すきまの潤滑剤の流れ測定を実現する蛍光相関法という,新規な潤滑計測法を提案し,実際に計測系を構築し,原理的な可能性の確認に成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

今後の加工精度向上を生かした革新的な機械の実現のためには,ナノすきま潤滑技術は,さらに重要になると考えられる.本研究で提案・実証したマイクロ潤滑計測デバイス,エリプソメトリー顕微鏡,蛍光相関法をさらに発展させることで,ナノすきまでの流体潤滑の素過程解明のための有用な知見の取得が期待される.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Effects of Polarity of Polymers on Conformation and Lubricating Film Formation of Adsorbed Films2023

    • 著者名/発表者名
      Song Yuxi、Fukuzawa Kenji、Hirayama Tomoko、Yamashita Naoki、Yamada Norifumi、Itoh Shintaro、Azuma Naoki、Zhang Hedong
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 56 号: 5 ページ: 1954-1964

    • DOI

      10.1021/acs.macromol.2c02238

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-situ measurement of temporal changes in thickness of polymer adsorbed films from lubricant oil by vertical-objective-based ellipsometric microscopy2021

    • 著者名/発表者名
      Yuxi Song, Kenji Fukuzawa, Shintaro Itoh, Hedong Zhang, Naoki Azuma
    • 雑誌名

      Tribology International

      巻: 165 ページ: 107341-107341

    • DOI

      10.1016/j.triboint.2021.107341

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effects of polarity of polyalkylmethacrylate (PAMA) polymer additives on film formation ability during sliding2022

    • 著者名/発表者名
      Yuxi Song, Kenji Fukuzawa, Shintaro Itoh, Naoki Azuma, Hedong Zhang
    • 学会等名
      2022 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment (MIPE2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of viscosity of confined in nano-meter gap using combination of micro fluidic device and fluorescence correlation spectroscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Junpei Takashima, Kenji Fukuzawa, Shintaro Itoh, Naoki Azuma, Hedong Zhang
    • 学会等名
      2022 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment (MIPE2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Shear response of liquid film confined in nano-gaps measured by vertical-objectivetype ellipsometric microscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuyosi Kato, Kenji Fukuzawa, Shintaro Itoh, Naoki Azuma, Hedong Zhang,
    • 学会等名
      2022 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment (MIPE2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Proposal of integrated micro fluidic device for measurement of viscosity of confined in nano-meter gap with accurate gap control2022

    • 著者名/発表者名
      Kou Hiraiwa, Yuta Oshitani, Kenji Fukuzawa, Shintaro Itoh, Naoki Azuma, Hedong Zhang
    • 学会等名
      2022 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment (MIPE2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of polarity of polyalkylmethacrylate(PAMA) polymer additives on adsorbed film’s thickness and durability2022

    • 著者名/発表者名
      Song Yuxi, Kenji Fukuzawa, Tomoko Hirayama, Shintaro Itoh, Hedong Zhang, Naoki Azuma
    • 学会等名
      トライボロジー会議2022 春
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 垂直観測型エリプソメトリー顕微鏡を用いたナノすきま液体のせん断応答計測の精度向上2022

    • 著者名/発表者名
      加藤 剛史, 福澤健二, Song yuxi,伊藤 伸太郎, 東 直輝, 張 賀東
    • 学会等名
      日本機械学会2022年度年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流体デバイスと蛍光相関分光法の組み合わせによる微小すきまの潤滑剤粘度・流速のすきま一定型計測2022

    • 著者名/発表者名
      高島純平,福澤健二,東直 輝,伊藤伸太郎,張賀東
    • 学会等名
      トライボロジー会議2022 秋
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ナノすきまにおけるすきま一定型粘度計測のためのマイクロ集積化デバイス2022

    • 著者名/発表者名
      平岩広羽,押谷優太,福澤健二,東直輝,伊藤伸太郎,張賀東
    • 学会等名
      トライボロジー会議2022 秋
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ポリアルキルメタクリレート(PAMA)系高分子添加剤の極性が摺動時の油膜形成能力に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      ソンユシ,福澤健二, 平山朋子,山下直輝,伊藤伸太郎,東直輝,張賀東
    • 学会等名
      トライボロジー会議2022 秋
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 垂直観測型エリプソメトリー顕微鏡によるナノ閉じ込めされた液体のせん断特性の定量化2022

    • 著者名/発表者名
      加藤 剛史, 福澤 健二, 東 直輝 , 伊藤 伸太郎, 張 賀東, 中川 勝, 縄田 亮, 関 淳一, 浅野 俊哉
    • 学会等名
      IIP2023 情報・知能・精密機器部門(IIP部門)講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 潤滑油からのポリアルキルメタクリレート (PAMA)ポリマー吸着膜の形成メカニズムと構造2021

    • 著者名/発表者名
      ソンユシ,福澤健二,伊藤伸太郎,張賀東,東直輝
    • 学会等名
      トライボロジー会議2021 春
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 垂直観測型エリプソメトリー顕微鏡を用いたナノすきま液体のすきま一定型せん断応答計測2021

    • 著者名/発表者名
      加藤剛史,山中魁人,福澤健二,伊藤伸太郎,東直輝,張賀東
    • 学会等名
      トライボロジー会議2021 春
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ナノ深さ流路中での蛍光相関分析法による一様ナノすきまの潤滑剤の粘度計測2021

    • 著者名/発表者名
      高島純平,長谷川奨,福澤健二,東直輝,伊藤伸太郎,張賀東
    • 学会等名
      トライボロジー会議2021 春
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ナノすきま潤滑現象解明のためのしゅう動部と駆動部を集積化したマイクロ流体デバイスの開発2021

    • 著者名/発表者名
      押谷 優太, 福澤 健二, 東 直輝, 伊藤 伸太郎, 張 賀東
    • 学会等名
      日本機械学会2021年度年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ポリアルキルメタクリレート(PAMA)ポリマー添加剤の極性が吸着・摩擦特性に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      ソンユシ,葛冬萌,福澤健二,伊藤伸太郎,張賀東,東直輝
    • 学会等名
      トライボロジー会議2021 秋
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of adsorbed film formation of additives in lubricant oil with verticaltype-objective ellipsometric microscope2020

    • 著者名/発表者名
      ソン ユシ,難波克也,福澤健二,伊藤伸太郎,張賀東
    • 学会等名
      トライボロジー会議2020 秋 別府
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 垂直観測型エリプソメトリー顕微鏡を用いたナノすきま液体のせん断応答計測2020

    • 著者名/発表者名
      山中魁人,福澤健二,東直輝,伊藤伸太郎,張賀東
    • 学会等名
      トライボロジー会議2020 秋 別府
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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