微小すき間における液体潤滑剤の力学特性の解明

• 研究課題/領域番号: 21760111
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 伊藤 伸太郎 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (50377826)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2009年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: トライボロジー / レオロジー

研究概要

ナノメートルオーダの微小すき間(ナノすき間)に閉じこめられた液体は,バルク状態とは異なる力学特性(粘弾性)をもつことが知られている.この現象の理解は,磁気記録装置の液体潤滑薄膜の設計や,マイクロ化学チップの開発などに重要である.ナノ隙間の粘弾性測定法として,ファイバーウォブリング法(FWM)が開発されている.この測定法により,ナノ隙間で剪断される液体は粘性や弾性が増大することや,剪断率の増加に伴って粘性が減少するシアシニングが起こることなどが明らかにされている.このような現象には,分子の剪断による分子配向が関与すると考えられるが,詳細なメカニズムは未だ解明されていない.そこで本研究では,FWMによる粘弾性測定と分子配向特性の同時計測の実現をした.実験結果より,ナノ隙間では粘弾性が分子配向に大きく依存することが明らかとなった.

研究成果

• [雑誌論文] Opposing effects of confinement and confinement-induced shear-thinning on viscoelastic properties of liquid lubricant in nanometer-scale gaps (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Itoh, K.Fukuzawa, Y.Hamamoto, H.Zhang
  • 雑誌名: Tribology International in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Viscoelastic properties of monolayer lubricant films during touch-down and take-off behavior measured by fiber wobbling method (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Hamamoto, S.Itoh, K.Fukuzawa, H.Zhang
  • 雑誌名: Tribology Online Vol.6, No.1 ページ: 83-95
  • NAID: 130000453568
  • 査読あり
• [雑誌論文] Opposing effects of confinement and confinement induced shear-thinning on viscoelastic properties of liquid lubricant in nanometer-scale gaps (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Itoh, K.Fukuzawa, Y.Hamamoto, H.Zhang
  • 雑誌名: Tribology International 巻: (印刷中 未定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shear thinning behavior of monolayer liquid lubricant films measured by fiber wobbling method (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Hamamoto, S.Itoh, K.Fukuzawa, H.Zhang
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 258,012010 ページ: 1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature Dependence of the Viscoelastic Properties of a Confined Liquid Polymer Measured by Using an Oscillating Optical Fiber Probe (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Itoh, K.Fukuzawa, Y.Hamamoto, H.Zhang
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 49
  • NAID: 210000069136
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光ファイバープローブを用いた単分子厚さの液体潤滑薄膜の動的粘弾性計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浜本祐也, 伊藤伸太郎, 福澤健二, 張賀東
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C編) 第76巻,767号 ページ: 1716-1727
  • 査読あり
• [雑誌論文] Displacement measurement for high speed tribological measurement using oscillating optical fiber probe (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Itoh, K.Imai, K.Fukuzawa, Y.Hamamoto, Z.Hedong
  • 雑誌名: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing Vol.4, No.1 ページ: 2-14
  • NAID: 130000248821
  • 査読あり
• [雑誌論文] 光ファイバープローブを用いた単分子厚さの液体潤滑薄膜の動的粘弾性計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浜本祐也, 伊藤伸太郎, 福澤健二, 張賀東
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C編) 巻: 第76巻,767号 ページ: 1716-1727
  • 査読あり
• [雑誌論文] Viscoelastic properties of monolayer lubricant films during touch-down and take-off behavior measured by fiber wobbling method (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Hamamoto, S.Itoh, K.Fukuzawa, H.Zhang
  • 雑誌名: Tribology Online 巻: Vol.6, No.1 ページ: 83-95
  • NAID: 130000453568
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature Dependence of the Viscoelastic Properties of a Confined Liquid Polymer Measured by Using an Oscillating Optical Fiber Probe (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Itoh, K.Fukuzawa, Y.Hamamoto, H.Zhang
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 49
  • NAID: 210000069136
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shear thinning behavior of monolayer liquid lubricant films measured by fiber wobbling method (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Hamamoto, S.Itoh, K.Fukuzawa, H.Zhang
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 258,012010 ページ: 1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Displacement measurement for high speed tribological measurement using oscillating optical fiber probe (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Itoh, K.Imai, K.Fukuzawa, Y.Hamamoto, Z.Hedong
  • 雑誌名: Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing Vol.4 ページ: 2-14
  • NAID: 130000248821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Speading Properties of Monolayer Lubricant Films: Effect of Bonded Molecules (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Itoh, K.Takahashi, K.Fukuzawa, H.Amakawa, H.Zhang
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics Vol.45, No.11 ページ: 5055-5060
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spreading Properties of Monolayer Lubricant Films : Effect of Bonded Molecules (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Itoh, K.Takahashi, K.Fukuzawa, H.Amakawa, H.Zhang
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics Vol.45 ページ: 5055-5060
  • NAID: 120002261691
  • 査読あり
• [学会発表] ナノ隙間における液体の粘弾性と剪断配向特性の同時計測法に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊村優一, 伊藤伸太郎, 福澤健二, 張賀東
  • 学会等名: 日本機械学会IIP2011情報・知能・精密機器部門講演会(要旨集)
  • 年月日: 2011-03-23
• [学会発表] プローブ共振を用いた高速摺動下におけるナノ厚さ潤滑膜の粘弾性計測に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 今井晃基, 伊藤伸太郎, 福澤健二, 張賀東
  • 学会等名: 日本機械学会IIP2011情報・知能・精密機器部門講演会(要旨集)
  • 年月日: 2011-03-23
• [学会発表] ナノ隙間における液体の粘弾性と剪断配向特性の同時計測法に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊村優一, 伊藤伸太郎, 福澤健二, 張賀東
  • 学会等名: 日本機械学会IIP2011情報・知能・精密機器部門講演会
  • 発表場所: (要旨集)
  • 年月日: 2011-03-22
• [学会発表] プローブ共振を用いた高速摺動下におけるナノ厚さ潤滑膜の粘弾性計測に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 今井晃基, 伊藤伸太郎, 福澤健二, 張賀東
  • 学会等名: 日本機械学会IIP2011情報・知能・精密機器部門講演会
  • 発表場所: (要旨集)
  • 年月日: 2011-03-22
• [学会発表] Viscoelasticity of PFPE Lubricant Films on Magnetic Disk Surface Measured by Optical-Fiber-Based Nanorheometry (2010)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Itoh, Kenji Fukuzawa, Yuya Hamamoto, Hedong Zhang
  • 学会等名: The Asia-Pacific Magnetic Recording Conference 2010 (APMRC2010)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] Viscoelasticity of PFPE Lubricant Films on Magnetic Disk Surface Measured by Optical-Fiber-Based Nanorheometry (2010)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Itoh, Kenji Fukuzawa, Yuya Hamamoto, Hedong Zhang
  • 学会等名: The Asia-Pacific Magnetic Recording Conference 2010 (APMRC2010)
  • 発表場所: グランドコプソーンウォーターフロント(シンガポール)
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] レーザー加熱下においてせん断されるナノ厚さ液体潤滑剤の粘弾性特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 伊藤伸太郎, 福澤健二, 浜本祐也, 張賀東
  • 学会等名: 第2回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: くにびきメッセ(松江市)
  • 年月日: 2010-10-14
• [学会発表] Shear thinning behavior of monolayer liquid lubricant films measured by fiber wobbling method (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuya Hamamoto, Shintaro Itoh, Kenji Fukuzawa, Hedong Zhang
  • 学会等名: International Conference on Science of Friction (ICSF2010)
  • 発表場所: Mie, Japan
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] 光ファイバープローブの共振振動を利用した液体潤滑薄膜の摩擦特性測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野拓海, 伊藤伸太郎, 今井晃基, 福澤健二, 張賀東
  • 学会等名: 日本トライボロジー学会
  • 発表場所: 国立オリンピックセンター記念青少年総合センター(東京)
  • 年月日: 2010-05-18
• [学会発表] 光ファイバープローブの共振振動を利用した液体潤滑薄膜の摩擦特性測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野拓海, 伊藤伸太郎, 今井晃基, 福澤健二, 張賀東
  • 学会等名: トライボロジー会議2010
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都)
  • 年月日: 2010-05-18
• [学会発表] 単分子液体潤滑膜のタッチダウン・テイクオフ過程における粘弾性特性計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浜本裕也, 伊藤伸太郎, 福澤健二, 張賀東
  • 学会等名: 日本機械学会IIP2010情報・知能・精密機器部門講演会
  • 発表場所: 東京電機大学神田キャンパス
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] ファイバーウォブリング法における高精度な隙間制御のための超高感度固定接触検出法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浜本祐也, 伊藤伸太郎, 福澤健二, 張賀東
  • 学会等名: 日本機械学会東海支部第59期総会講演会
  • 発表場所: 名城大学
  • 年月日: 2010-03-10
• [学会発表] ファイバーウォブリング法における高精度な隙間制御のための超高感度固定接触検出法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浜本祐也, 伊藤伸太郎, 福澤健二, 張賀東
  • 学会等名: 日本機械学会東海支部講演会
  • 発表場所: 名城大学
  • 年月日: 2010-03-10
• [学会発表] Temperature Dependence of Viscoelastic Properties of Confined Liquid Polymer Measured by Oscillating Optical Fiber Probe (2009)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Itoh, Kenji Fukuzawa, Yuya Hamamoto, Hedong Zhang
  • 学会等名: The 17th International Colloquium on Scanning Probe Microscope
  • 発表場所: Shizuoka, Japan
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] Temperature Dependence of Viscoelastic Properties of Confined Liquid Polymer Measured by Oscillating Optical Fiber Probe (2009)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Itoh, Kenji Fukuzawa, Yuya Hamamoto, Hedong Zhang
  • 学会等名: The 17th International Colloquium on Scanning Probe Microscope
  • 発表場所: Atagawa Hights(Shizuoka, Japan)
  • 年月日: 2009-12-10
• [学会発表] ナノメートルスケールの微小隙間に介在する液体高分子の動的粘弾性測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊藤伸太郎, 福澤健二, 浜本祐也, 張賀東
  • 学会等名: 日本機械学会2009年度年次大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Dynamic Rheological Properties of Molecularly Thin Lubricant Film Measured by Fiber Wobbling Method (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuya Hamamoto, Shintaro Itoh, Kenji Fukuzawa, Hedong Zhang
  • 学会等名: World Tribology Congress 2009(WTC2009)
  • 発表場所: Kyoto Japan
  • 年月日: 2009-09-11
• [学会発表] Shear-Thinning Behavior of Confined Lubricants Measured by Fiber Wobbling Method (2009)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Itoh, Kenji Fukuzawa, Yuya Hamamoto, Hedong Zhang
  • 学会等名: World Tribology Congress 2009(WTC2009)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2009-09-11
• [学会発表] Dynamic Rheological Properties of Molecularly Thin Lubricant Film Measured by Fiber Wobbling Method (2009)
  • 著者名/発表者名: Yuya Hamamoto, Shintaro Itoh, Kenji Fukuzawa, Hedong Zhang
  • 学会等名: World Tribology Congress 2009(WTC2009)
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center(Kyoto, Japan)
  • 年月日: 2009-09-11
• [学会発表] Shear-Thinning Behavior of Confined Lubricants Measured by Fiber Wobbling Method (2009)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Itoh, Kenji Fukuzawa, Yuya Hamamoto, Hedong Zhang
  • 学会等名: World Tribology Congress 2009(WTC2009)
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center(Kyoto, Japan)
  • 年月日: 2009-09-11
• [学会発表] High-Speed Tribological Measurement by Using Oscillating Optical Fiber Probe (2009)
  • 著者名/発表者名: Koki Imai, Shintaro Itoh, Kenji Fukuzawa, Yuya Hamamoto, Hedong Zhang
  • 学会等名: JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment (MIPE 2009)
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2009-06-19
• [学会発表] High-Speed Tribological Measurement by Using Oscillating Optical Fiber Probe (2009)
  • 著者名/発表者名: Koki Imai, Shintaro Itoh, Kenji Fukuzawa, Yuya Hamamoto, Hedong Zhang
  • 学会等名: 2009 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment(MIPE 2009)
  • 発表場所: Tsukuba International Congress Center(Tsukuba, Japan)
  • 年月日: 2009-06-19