ナノストライプパターニングによる薄膜流体潤滑技術の高度化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 25249011
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 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: 東京農工大学
• 研究代表者: 安藤 泰久 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00344169)
• 研究分担者: 中野 美紀 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20415722) ; 三宅 晃司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 製造技術研究部門, 研究グループ長 (30302392) ; 福田 めぐみ 日本工業大学, 工学部, 准教授 (00589765)
• 研究期間 (年度): 2013-10-21 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 37,440千円 (直接経費: 28,800千円、間接経費: 8,640千円); 2017年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2016年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2015年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円); 2014年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円); 2013年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: ナノストライプ / ナノパターニング / 潤滑特性 / フォトリソグラフィー / 摩擦力分布 / トラクションドライブ / ナノパターン / AFM / 油膜厚さ / ナノ溝 / マイクロ溝 / ヘルツ接触 / 表面パターニング / 流体潤滑 / 境界潤滑 / 粘度上昇 / 表面分析 / 等高線型ナノストライプ / 油溜り効果 / 湿度 / 凝着力 / 吸着 / 酸化度 / 研磨 / 多層膜 / トライボロジー / 自己再生

研究成果の概要

ナノストライプ構造を利用して、薄膜流体潤滑技術の高度化を進めることを目的として研究を行った。（１）AFMまたはメゾスケール摩擦試験装置による摩擦力分布測定、（２）低速摺動特性及びパターン面同士の摩擦特性、（３）回転型摩擦試験装置による摩擦力測定と潤滑油厚さ変化の測定などを行った。（１）では、ナノ溝上で摩擦が低下することや溝の方向によって摩擦の低減効果に差があること、（２）では、パターンを組合せにより摩擦係数の増加が可能であること、（３）ではナノパターン部の面積が広いと摩擦が低下することなどが明らかとなった。研究全体を通じ、ナノスパターンの潤滑効果について、新たな知見を得ることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication and Lubrication Properties of Contoured Nanostripe Surfaces (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa ANDO, Hiroyuki Imai, Hironobu Ito
  • 雑誌名: Tribology Letters 巻: 63 号: 1
  • DOI: 10.1007/s11249-016-0703-x
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 硬質金屬と軟質金屬を組み合わせたナノストライプ構造の乾燥摩擦特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 阿部俊介, 安藤泰久
  • 雑誌名: トライボロジスト 巻: 61 ページ: 50-58
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Mesoscale Friction Measurement of Hierarchical Patterns by Raster Scanning (2018)
  • 著者名/発表者名: Reina Shiojima, Yasuhisa Ando, Koji Miyake, Miki Nakano
  • 学会等名: International Nanotribology Forum
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of Nanostripe Surface Geometry on Lubrication Properties (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa ANDO, Takuro SUMIYA
  • 学会等名: The 7th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology (ICMDT 2017)
  • 国際学会
• [学会発表] 等高線型ナノストライプ表面の作製と潤滑 特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 瑞穂、間野 大樹、伊藤 博信、安藤 泰久
  • 学会等名: トライボロジー会議2017春東京
• [学会発表] ナノストライプ構造による低摩擦発現機構に 関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 齊藤 正利、 安藤泰久
  • 学会等名: 2017年度日本機械学会年次大会
• [学会発表] Friction Properties of Nanostripe Inducing Structures in Vacuum Environment (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Ando, Shunsuke Abe
  • 学会等名: World Tribology Congress 2017
  • 国際学会
• [学会発表] AFM測定によるナノストライプ表面の潤滑特性の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 溜 愛奈, 安藤 泰久
  • 学会等名: 第8回 マイクロ・ナノ工学シンポジウム
• [学会発表] ナノパターニング 法とトライボロジーへの応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 安藤 泰久
  • 学会等名: 第8回 マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 階層的パターンのメゾスケールラスタース キャン摩擦測定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 塩島怜奈，安藤泰久，三宅晃 司，中野美紀
  • 学会等名: トライボロジー会議2017秋高松
• [学会発表] CNS 表面の作製と潤滑特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 瑞穂、間野 大樹 (産総研) 、伊藤 博信、安藤 泰久
  • 学会等名: IIP2017 情報・知能・精密機器部門(IIP部門)講演会
  • 発表場所: 東洋大学 白山キャンパス（東京都文京区）
• [学会発表] 等高線型ナノストライプ表面の作製と潤滑特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 瑞穂、間野 大樹 (産総研) 、伊藤 博信、安藤 泰久
  • 学会等名: トライボロジー会議2017春東京
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター（東京都渋谷区）
• [学会発表] AFMを用いたナノストライプ表面の摩擦力分布測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三浦友洋，安藤 泰久
  • 学会等名: トライボロジー会議2016春東京
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター（東京都渋谷区）
• [学会発表] ナノストライプパターンの組み合わせによる潤滑特性の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林元樹, 安藤泰久
  • 学会等名: 2016年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 九州大学（福岡市西区）
• [学会発表] 2次元パターンによるナノスケール流体潤滑特性の制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 住谷拓朗, 安藤泰久
  • 学会等名: 2016年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 九州大学（福岡市西区）
• [学会発表] ナノストライプとマイクロパターンの組み合わせによる流体潤滑特性の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 住谷 拓朗，安藤 泰久
  • 学会等名: マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県・新潟市中央区）
  • 年月日: 2015-10-28
• [学会発表] 等高線型ナノストライプ表面の作製及び摩擦特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今井 裕之，伊藤 博信，安藤 泰久
  • 学会等名: マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県・新潟市中央区）
  • 年月日: 2015-10-28
• [学会発表] Determining Lubrication Properties of Nanostripe Structure by AFM Measurement (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Miura, Yasuhisa Ando, Takuro Sumiya
  • 学会等名: International Tribology Conference, Tokyo 2015
  • 発表場所: 東京理科大学（東京都・葛飾区）
  • 年月日: 2015-09-16
  • 国際学会
• [学会発表] 金属間の摩擦係数を支配する因子の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安藤泰久
  • 学会等名: 2015年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2015-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] ナノストライプ表面形状が超低速摺動時の潤滑特性に与える影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 塩島怜奈, 安藤泰久
  • 学会等名: 2015年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Friction Properties of Nanostripe Structures in Vacuum Environment (2015)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Abe, Yasuhisa Ando
  • 学会等名: 2015 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment
  • 発表場所: 神戸、神戸国際会議場
  • 年月日: 2015-06-14 – 2015-06-17
• [学会発表] Effect of nanostripe surface geometry on lubrication properties at extremely low sliding speed (2015)
  • 著者名/発表者名: Reina Shiojima, Yasuhisa ANDO
  • 学会等名: 2015 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment
  • 発表場所: 神戸、神戸国際会議場
  • 年月日: 2015-06-14 – 2015-06-17
• [学会発表] Effects of adhesion on the frictional properties of nanostripe structure (2015)
  • 著者名/発表者名: Koji Miyake, Takamasa Ueki, Yasuhisa Ando, Koji Ikeda
  • 学会等名: 2015 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment
  • 発表場所: 神戸、神戸国際会議場
  • 年月日: 2015-06-14 – 2015-06-17
• [学会発表] Effect of nanostripe surface geometry on lubrication properties at extremely low sliding speed (2015)
  • 著者名/発表者名: Reina Shiojima, Yasuhisa Ando
  • 学会等名: 2015 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment (MIPE2015)
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市中央区）
  • 年月日: 2015-06-14
  • 国際学会
• [学会発表] Friction properties of nanostripe structures in vacuum environment (2015)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Abe, Yasuhisa Ando
  • 学会等名: 2015 JSME-IIP/ASME-ISPS Joint Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment (MIPE2015)
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市中央区）
  • 年月日: 2015-06-14
  • 国際学会
• [学会発表] Using Nanostripes to Reduce Friction Force under Dry to Lubricating Conditions (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Ando, Shunsuke Abe, Tomohiro Miura
  • 学会等名: The 6th Advanced Forum on Tribology 2015, Wuhan
  • 発表場所: 武漢、中国
  • 年月日: 2015-04-18 – 2015-04-19
  • 招待講演
• [学会発表] Using Nanostripes to Reduce Friction Force under Dry to Lubricating Conditions (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Ando, Shunsuke Abe, Tomohiro Miura
  • 学会等名: The 6th Advanced Forum on Tribology 2015
  • 発表場所: Maya Playa Hotel Wuhan（中国・武漢）
  • 年月日: 2015-04-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ランダムナノストライプ表面の潤滑特性に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今井裕之、安藤泰久
  • 学会等名: 2015年度精密工学会春季大会学術講演会
  • 発表場所: 東京、東洋大学（白山キャンパス）
  • 年月日: 2015-03-17 – 2015-03-19
• [学会発表] AFM 測定によるナノストライプ構造の潤滑特性の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三浦友洋, 安藤泰久
  • 学会等名: マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 松江、くにびきメッセ
  • 年月日: 2014-10-20 – 2014-10-22
• [学会発表] Ag-Crナノストライプ構造の真空中の摩擦特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部俊介、安藤泰久
  • 学会等名: マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 松江、くにびきメッセ
  • 年月日: 2014-10-20 – 2014-10-22
• [学会発表] AFM 測定によるナノストライプ構造の潤滑特性の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三浦友洋, 安藤泰久
  • 学会等名: 2014年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 東京、東京電機大学（東京千住キャンパス）
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-10
• [学会発表] 金属の酸化状態がシラン処理に与える影響の摩擦による評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川口正進, 福田めぐみ, 安藤泰久
  • 学会等名: 2014年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 東京、東京電機大学（東京千住キャンパス）
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-10
• [学会発表] ランダムナノストライプ表面の形成と摩擦特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今井裕之、安藤泰久
  • 学会等名: 2014年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 東京、東京電機大学（東京千住キャンパス）
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-10
• [学会発表] 異なる酸化状態基板上でのシラン処理表面改質とその摩擦
  • 著者名/発表者名: 川口正進，福田めぐみ，安藤泰久
  • 学会等名: 第５回 マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
• [学会発表] Using nanostripe to reduce friction force under dry to lubricating conditions
  • 著者名/発表者名: Y. Ando, S. Abe, M. Fukuta, K. Miyake, M. Nakano
  • 学会等名: International Nanotribology Forum
  • 発表場所: Kochi, India
• [学会発表] 超低速摺動におけるナノストライプ表面の潤滑特性
  • 著者名/発表者名: 吉田広志，安藤泰久，阿部 俊介
  • 学会等名: 日本機械学会 関東学生会学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 東京農工大学（東京都小金井市）
• [学会発表] AFM測定によるナノストライプ構造の潤滑特性の解明
  • 著者名/発表者名: 三浦友洋，安藤泰久
  • 学会等名: 日本機械学会 関東学生会学生員卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 東京農工大学（東京都小金井市）