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2018 年度 実施状況報告書

境界潤滑油膜形成の新規概念の探求

研究課題

研究課題/領域番号 18K18813
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

鷲津 仁志  兵庫県立大学, シミュレーション学研究科, 教授 (00394883)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
キーワード境界潤滑 / 分子動力学 / 固液界面 / 防錆剤 / 極圧剤 / マテリアルズインフォマティクス / 京コンピュータ
研究実績の概要

(1)複数種類の添加剤および基油について検討するためのユニバーサルな方法論を確立については,油性剤について原著論文を発表し,境界潤滑油膜の物理吸着初期過程の解析について,スタンダードとなる解析手法として提示した.これのみならず,極圧剤についても同様の手法が有効であることを示した.リン系極圧剤は,表面において特徴的な物理吸着構造を作ること,それが強い官能基間相互作用によることを示した.このことは,吸着前の基油中における会合体の形成においても,油性剤と極圧剤で異なることを示した.また,複数種類の極圧剤について検討している.この結果から,通常は水中において議論されるコロイド学の方法が,油中においては異なること,油中におけるコロイド学の創成が必要であることを示した.(2)金属面との相互作用の詳細検討のための反応力場を用いた化学吸着プロセス手法については,銅酸化防止添加剤について反応力場を用いた解析を実施し,酸化銅および銅を有するハイブリッド表面において選択的吸着が生じることを示した.これまで,銅酸化防止剤については精密な量子化学計算は行われてきたものの,分子集団の吸着という観点からは研究が行われてこなかった.これについて,原著論文を投稿し,受理され,現在印刷中である.(3)吸着ダイナミクスの理解のための解析手法の深化,については,(2) の化学反応を伴う系に関して,固体表面の電荷移動,吸着分子の分極率の変化に関する解析,吸着部位の解析,配向の解析など,新規解析手法を提案した.(4)連携研究グループから提供された実験結果に対応する大規模実証計算,については,高分子系の材料について京コンピュータを用いた解析を実施し,(5)MIによるオイルと添加剤の最適組成の探索,と併せて有機系ソフトマターのMI の適用性について検証を実施し,初期的な成果を得た.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

極圧剤の解析においては,油性剤と異なり基油中において会合体を早期に形成するという新しい知見を得ることができた.また,防錆剤については,これまで知られていなかった選択的吸着機構を分子レベルではじめて解明した.この成果に関して,学会賞を4回受賞している.また,京コンピュータのトライアルを実施することができたため,マテリアルズインフォマティクスの初期的な成果を得ることもできた.

今後の研究の推進方策

今後は,極圧剤に関してより広範な解析を実施し,物理吸着の学理を明らかにする.せん断下,弾性流体潤滑下など複雑かつ動的な状況における挙動についても調べる.また,大規模実証計算を境界潤滑油膜について実施し,プロセスを含むマテリアルズインフォマティクス解析の可能性について検討する.

次年度使用額が生じた理由

年度末において,出張を取りやめたため.

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Understanding the effect of the base oil on the physical adsorption process of organic additives using molecular using molecular dynamics2019

    • 著者名/発表者名
      Konishi Masakazu、Washizu Hitoshi
    • 雑誌名

      Tribology International

      巻: 0 ページ: 1-7

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.triboint.2019.01.027

    • 査読あり
  • [学会発表] Molecular simuations for boundary lubrication under specific conditions2019

    • 著者名/発表者名
      H. Washizu
    • 学会等名
      Hydrogen Energy and Fuel Cell Forum in Kyushu & International Hydrogen Energy Development , Kyushu Univ., FukuokaForum 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 分子動力学を用いた摩擦現象解析2019

    • 著者名/発表者名
      鷲津仁志
    • 学会等名
      2019 年 1 回極限ナノ造形・構造物性研究会,東北大学東京サイト,東京
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子シミュレーションによる固液界面のダイナミクスの解析2018

    • 著者名/発表者名
      鷲津仁志
    • 学会等名
      2018 年日本表面真空学会学術講演会,神戸国際会議場,神戸
    • 招待講演
  • [学会発表] 潤滑界面での分子設計評価2018

    • 著者名/発表者名
      鷲津仁志
    • 学会等名
      高分子材料系におけるLAMMPS ReaxFF計算の活用セミナー,大阪大学,大阪
    • 招待講演
  • [学会発表] 大規模シミュレーションによるブレンド系ポリマーの比誘電率推定2018

    • 著者名/発表者名
      清水陽平,黒川貴則,新井大和,鷲津仁志
    • 学会等名
      2018 年度 高分子基礎物性研究会・高分子計算機科学研究会・ 高分子ナノテクノロジー研究会 合同討論会, 大阪大学 中之島センター,大阪
  • [学会発表] 固体潤滑の分子レベルからの理論的アプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      鷲津仁志
    • 学会等名
      トライボロジー会議2018秋,伊勢, C10
  • [学会発表] 分子動力学法によるリン酸エステルの金属表面への吸着過程の解析2018

    • 著者名/発表者名
      井池祐貴, 甲嶋宏明,鷲津仁志
    • 学会等名
      トライボロジー会議2018秋,伊勢, E10
  • [学会発表] リン酸エステルの金属表面における摩擦摩耗特性とその構造2018

    • 著者名/発表者名
      甲嶋宏明,村上祐子,東海林弘,井池祐貴, 鷲津仁志
    • 学会等名
      トライボロジー会議2018秋,伊勢, E9
  • [学会発表] 銅表面における防錆剤吸着過程の電荷移動ダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      西川航平,秋山博俊,八木下和宏,鷲津仁志
    • 学会等名
      トライボロジー会議2018秋,伊勢, E8
  • [学会発表] Molecular Simulation of adsorption process of anti-corrosion additives2018

    • 著者名/発表者名
      K. Nishikawa, H. Akiyama, K. Yagishita, H. Washizu
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Multiscale Materials Modeling, p. 663, Osaka International Convention Center, Osaka
    • 国際学会
  • [学会発表] リン酸エステルの金属表面への吸着過程の分子動力学シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      井池祐貴, 鷲津仁志
    • 学会等名
      第9回トライボロジー秋の学校 in 愛知, あいち健康プラザ,愛知
  • [学会発表] 防錆剤の金属表面に対する吸着過程解析2018

    • 著者名/発表者名
      西川航平,秋山博俊,八木下和宏,鷲津仁志
    • 学会等名
      第9回トライボロジー秋の学校 in 愛知, あいち健康プラザ,愛知
  • [学会発表] Molecular dynamics analysis of anti-copper-corrosion additives in solution2018

    • 著者名/発表者名
      K. Nishikawa, H. Akiyama, K. Yagishita, H. Washizu
    • 学会等名
      The 6th Asia International Conference on Tribology (ASIATRIB2018), Hilton-Kuching, Sarawak, Malaysia
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular Simulations for Complex Boundary Lubrication2018

    • 著者名/発表者名
      H. Washizu, H. Akiyama, M. Konishi, K. Nishikawa
    • 学会等名
      The 6th Asia International Conference on Tribology (ASIATRIB2018), Hilton-Kuching, Sarawak, Malaysia
    • 国際学会
  • [学会発表] リン 酸エステルの 金属表面へ吸着過程の分子動力学シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      井池祐貴, 鷲津仁志
    • 学会等名
      第22回分子シミュレーション夏の学校,三国観光ホテル,三国町,福井
  • [学会発表] 分子動力学シミュレーションによる銅腐食防止添加剤の銅表面への吸着機構解析2018

    • 著者名/発表者名
      西川航平,八木下和宏, 秋山博俊,鷲津仁志
    • 学会等名
      日本機械学会 2018 年度年次大会, 関西大学, 大阪
  • [学会発表] Dynamics of complex liquids under boundary lubrications2018

    • 著者名/発表者名
      H. Washizu, H. Akiyama, M. Konishi, K. Nishikawa, S. Usui, T. Kawate
    • 学会等名
      45th Leeds-Lyon Symposium on Tribology, University of Leeds, Leeds, UK, 33.4.
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular Dynamics Simulation of Adsorption Process of Anti-Corrosion Additives on Copper and Oxidized Copper Surfaces2018

    • 著者名/発表者名
      K. Nishikawa, H. Akiyama, K. Yagishita, H. Washizu
    • 学会等名
      Proceedings of the 2018 ASME Information Storage & Processing Systems and Micromechatronics for Information and Precision Equipment (ISPS/MIPE 2018), San Fransisco, USA, ISPS-MIPE2018-8538
    • 国際学会
  • [学会発表] 防錆剤による金属表面への化学吸着と物理吸着の同時解析2018

    • 著者名/発表者名
      西川航平,八木下和宏, 秋山博俊,鷲津仁志
    • 学会等名
      関西潤滑懇談会 7月例会ポスター発表会, 関西大学, 大阪
  • [学会発表] 分子動力学法による腐食防止添加剤の銅および酸化銅表面への吸着特性解析2018

    • 著者名/発表者名
      西川航平,秋山博俊, 八木下和宏, 鷲津仁志
    • 学会等名
      トライボロジー会議 2018 春 東京, 国立オリンピック記念青少年総合センター, 東京, 301
  • [学会発表] リン酸エステルの金属表面への吸着過程の分子動力学解析2018

    • 著者名/発表者名
      鷲津仁志,小西正和,井池祐貴, 中江理緒, 甲嶋宏明
    • 学会等名
      トライボロジー会議 2018 春 東京, 国立オリンピック記念青少年総合センター, 東京, 270

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公開日: 2019-12-27  

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