| 研究課題/領域番号 |
20K04173
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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18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
泉 聡志 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30322069)
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| 研究分担者 |
波田野 明日可 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (20707202)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020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 | 分子動力学 / トライボロジー / 粘着剤 / 界面 / 高分子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
摩擦／潤滑／摩耗における潤滑油と固体の界面などの高分子と固体の界面現象を、分子動力学により表現する高分子／固体ハイブリッド界面ポテンシャルの開発を行う。申請者が開発した交互作用を有するボンドオーダーポテンシャルを高分子へと拡張子、従来の高分子ポテンシャルを組み合わせた枠組みを提案する。最初に、シンプルなC-H-O系の高分子を扱い、その後、ZnDTP, MoDTCなどの金属を含む添加剤のポテンシャル開発を行う。開発したポテンシャルをトライボケミカル反応膜の形成過程と、摩擦／潤滑現象の解明に応用する。
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| 研究成果の概要 |
高分子と固体及びその界面を再現する原子間ポテンシャルの開発を行った。第一原理計算のエネルギー・力・電荷を再現するための関数形の提案、高精度、ロバストな合わせこみを実現するための教師データの収集手法の提案を行った。ZnDTPトライボフィルムの主構造であるリン酸亜鉛と酸化鉄間のトライボケミカル反応を再現可能なO-Fe-P-Zn系の電荷移動型ポテンシャルの開発と、粘着剤-シリコンウェハ間のはく離現象のための界面ポテンシャルの開発を行った。前者では、界面で生成されるFe/Zn混合層の摩耗への影響を調べた。後者では、分子量、基板の表面粗の剥離応力・エネルギーへの影響を調べた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した原子間ポテンシャル開発手法は、高分子と固体の両方及びその界面に使えるため、汎用性が極めて高い。今後様々な応用が期待される。また、本研究で開発した原子間ポテンシャル開発手法は、ポテンシャル開発ソフトウェアとして、東京大学を通して、様々な企業への技術移管を行っており（2023年現在で3社）、様々な成果を挙げているおり、社会的意義が大きい。
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