| 研究課題/領域番号 |
20H02060
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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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 | 沖縄工業高等専門学校 (2022-2023)
鶴岡工業高等専門学校 (2020-2021) |
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研究代表者 |
佐藤 貴哉 沖縄工業高等専門学校, その他部局等, 校長 (30399258)
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| 研究分担者 |
上條 利夫 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00588337)
荒船 博之 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90707811)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | ポリマーブラシ / ゲル / イオン液体 / アニオン重合 / リビングラジカル重合 / 自己修復 / トライボロジー / 低摩擦 / 摩擦材料 / 再生機能 / 低摩擦材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者らは、イオン液体を濃厚ポリマーブラシや異種ポリマーの相互貫入三次元網目構造を有するゲルと組み合わせ、高温、減圧、高荷重条件でも10＾-3オーダーの低い摩擦係数を示す画期的なソフトトライボロジー材料を開発した。本研究では、(1)ループ状の濃厚ポリマーブラシを摺動基材の内部から摺動表面に偏析させて、低摩擦を実現すると共にブラシに自己再生機能を付与する。 (2) 真空条件下で安定な低摩擦特性を示すイオン液体ゲルに亀裂発生時の自己修復特性を付与する技術の確立を行う。再生・修復機能を持つ低摩擦で強靭なソフトマテリアルを開発することでトライボロジー科学と技術に貢献する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では再生・修復機能を持つソフトマテリアルを開発し、交換不要の低摩擦摺動システムを開発した。まず親疎水性の差を利用し、基材内部からループ型ブラシが形成する材料表面を設計し、リビングアニオン重合の技術でABA型トリブロックポリマを合成し、表面に親水性のループ状濃厚ポリマーブラシ表面を付与する方法を確立した。この表面が、10^-3オーダーの低摩擦摺動システムとして機能することを見出した。また並行して、スライドリング架橋を導入したイオンゲル薄膜の合成条件を確立した。合成したポリマーブラシ及びゲルが再生・修復機能を有する低摩擦材料として機能することを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の金属材料やダイヤモンドライクカーボンなどのハード材料における接触面積低減による摩擦低減に対し、ポリマーブラシやゲルなどの柔らかいソフト材料は相手材の凹凸にソフト変形し相手面を侵襲することなく低摩擦を保持できることを示した。これらの材料は自己修復機能をも有するので、特に交換に多大なコストがかかる宇宙空間やマイクロデバイスシステムの摩擦材料として大きなメリットがある。
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