原子直視型材料力学実験法による変形・摩擦型ナノメートル機械素子の開発

• 研究課題/領域番号: 23K22657
• 補助金の研究課題番号: 22H01386 (2022-2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2022-2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 木塚 徳志 筑波大学, 数理物質系, 教授 (10234303)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円); 2026年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: 機械素子 / ナノ構造 / 材料力学 / その場観察 / 電子顕微鏡 / 摩擦

研究開始時の研究の概要

研究代表者が開発してきた“その場”電子顕微鏡法を基盤とするナノ力学実験法を活用し、種々のナノメートル・原子サイズの変形駆動型機械素子と摩擦素子を開発する。ナノメートル・原子サイズのクラスター、接点、ワイヤー、チューブなどの機械要素を原子レベルで観察しながら、ピコメートル精度で操作して変形・複合し、ナノメートル・原子サイズの機械素子を創製する。この素子の構成原子の配置を同定し、機械的特性をはじめとする諸特性をその場で解析する。さらに、変形・摩擦時の機械素子駆動を直接観察し、劣化と破壊の機構を明らかにする。こうした成果を基に、新しい機能をもつ微小機械素子を開発し、原子スケール機械学を展開する。