| 研究概要 |
高真空中で繰り返し摺動にたえる潤滑面を創製することを目的として、過去3年間摺動を研究してきた。この命題は、摩擦の基本問題として、摩擦の発生する基礎要因に挑戦するものであり、その結果は如何にして摩擦を下げ、制御するかを解析し、一方実用面は如何に設計するかに繋がるキーポイントと考え出発した。この命題に挑戦できる研究費を認めていただいたことを深く感謝している。
酸化に耐え、摺動によって接触面より排除されない被膜として極薄膜Agを、また化学活性が非常に低いH終端面を半径3mmのダイアモンド球で摺動し、摩擦係数100分の1以下の極低摩擦を観察した。Ag膜厚1.6原子層以上、8nm以下の領域で上記の低い摩擦係数が観察され、少なくとも1000往復の摺動に対しても摩耗されず、低摩擦を保つ耐久性を示した。この固体接触面で起こる現象を詳細に観測し、異常に低い摩擦力が生ずる機構と、それが発現するに必要な条件を検討した。またSi表面のSi原子のダングリングボンドを終端化した場合も、Agで終端化した場合と同様低摩擦を発現した。今回得られた低摩擦現象は、従来得られているMoS_2,Grなど層状構造結晶の自己犠牲による低摩擦現象、ミクロ触針による単結晶間の不整合接触の低摩擦現象とは異なる、新たなランダム表面原子層による低摩擦摺動機構である。これはAg原子が常温でも移動可能であり、化学的に不活性な性質に関連し、自己修復できる摩擦面の創製することにあると考え、摩擦メカニズムを提案した。
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