電子スピン共鳴を用いたダングリングボンドとナノトライボロジー特性の研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360075
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 神戸大学
• 研究代表者: 大前 伸夫 神戸大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60029345)
• 研究分担者: 木之下 博 神戸大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50362760)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: ダングリングボンド / トライボロジー / 電子スピン共鳴 / 高配向熱分解グラファイト / 先進炭素材料

研究概要

表面に出ている未結合の手のことをダングリングボンドと称する。相手表面と即座に結合するので、摩擦はこの結合を引き千切りながら進行することとなる。すなわち、ダングリングボンドは摩擦の起源となる。電子スピン共鳴(ESR)を用いてダングリンボンドと摩擦力、凝着力との高い相関を明らかにするとともに、高配向熱分解グラファイト表面におけるダングリングボンドの数を計測する手法を開発し、真空中では1×10^5/mm^2、大気中では6×10^4/mm^2 であることを世界で初めて明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication of fullerene nanoring on an oxidized HOPG surface (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Matsumoto, H.Kinoshita and N.Ohmae
  • 雑誌名: Diamod and Related Materials Volume18, Numbers2-3 ページ: 399-402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shaping carbon nanotube bundles during growth using a magnetic field (2008)
  • 著者名/発表者名: N.Ohmae
  • 雑誌名: Carbon Volume 46, Number 3 ページ: 544-546
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interactive strength between C60 thin film and Si(001) and its influence on nano-scaled tribology (2008)
  • 著者名/発表者名: N.Matsumoto, H.Suzuki, H.Kinoshita and N.Ohmae
  • 雑誌名: Tribology Online Volume 3 ページ: 232-237
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanical and tribological behaviour of carbon nanotube brushes (2008)
  • 著者名/発表者名: D.Jarzabek, Z.Rymuza, T.Wada and N.Ohmae
  • 雑誌名: International Journal of Materials Research (Zeitschrift fur Metallkunde) Volume 99, No.3 ページ: 883-887
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anti-wear and friction reduction mechanisms of carbon nano-onions as lubricants additives (2008)
  • 著者名/発表者名: L.Joly-Pottuz, B.Vacher, N.Ohmae, J.M.Martin and T.Epicier
  • 雑誌名: Tribology Letters Volume 30, Number 1 ページ: 69-80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diamond-derived carbon onions as lubricant additives (2008)
  • 著者名/発表者名: L.Joly-Pottuz, N.Matsumoto, H.Kinoshita, B.Vacher, M.Belin, G.Montagnac, J.M.Martin and N.Ohmae
  • 雑誌名: Tribology International Volume 41, Number 2 ページ: 69-78
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and mechanical properties of carbon nanotube/diamond-like carbon composite films (2007)
  • 著者名/発表者名: H.Kinoshita, I.Kume, H.Sakai and N.Ohmae
  • 雑誌名: Diamond and Related Materials Volume 16, Number 11 ページ: 1940-1944
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of onion-like carbon to micro and nanotribology (2007)
  • 著者名/発表者名: N.Matsumoto, L.Joly-Pottuz, H.Kinoshita and N.Ohmae
  • 雑誌名: Diamond and Related Materials Volume 16, Numbers 4-7 ページ: 1227-1230
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomic structure and field evaporation of carbon nanotube studied by atom probe field ion microscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: N.Ohmae, N.Matsumoto, T.Ohata and H.Kinoshita
  • 雑誌名: Diamond and Related Materials Volume 16, Numbers 4-7 ページ: 1179-1182
  • 査読あり
• [学会発表] Role of dangling bonds on friction of graphitic materials (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Ohmae, S.Miyatake and N.Matsumoto
  • 学会等名: Tribochemistry Kyoto
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20090902-04
• [学会発表] 表面ダングリングボンドの計測とトライボロジー (2009)
  • 著者名/発表者名: 大前伸夫
  • 学会等名: 日本トライボロジー学会, トライボロジー会議2009春
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20090518-20
• [学会発表] Tribological properties of carbon nanotubes and onions depending on applied forces (2008)
  • 著者名/発表者名: N.Ohmae
  • 学会等名: 2^<nd> International Conference on Advanced Tribology
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20081203-05
• [学会発表] Invited Panel on Nanotribology III, Nanolubrication Panel Session (2008)
  • 著者名/発表者名: N.Ohmae
  • 学会等名: 63^<rd> STLE Annual Meeting
  • 発表場所: Cleveland, OH
  • 年月日: 20080518-22
• [学会発表] Synthesis and application of carbon nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: N.Ohmae
  • 学会等名: 3^<rd> International Francophone Congress of Advanced Mechanis
  • 発表場所: Aleppo, Syria
  • 年月日: 20080421-23
• [学会発表] 電子スピン共鳴法によるC60のトライボロジー特性評価 (2007)
  • 著者名/発表者名: 米谷雅紀, 木之下博, 大前伸夫
  • 学会等名: 日本トライボロジー学会, トライボロジー会議2007秋
  • 発表場所: 佐賀
  • 年月日: 20070926-28
• [学会発表] AFM study on nanotribology between advanced carbon materials in UHV (2007)
  • 著者名/発表者名: N.Matsumoto, H.Kinoshita and N.Ohmae
  • 学会等名: 34th Leeds-Lyon Symposium on Tribology
  • 発表場所: Lyon, France
  • 年月日: 20070904-07
• [学会発表] Dangling bonds in C_60 and onionlike carbon studied by electron spin resonance as related to adhesion and friction (2007)
  • 著者名/発表者名: N.Ohmae, M.Yonetani, N.Matsumoto
  • 学会等名: 34th Leeds-Lyon Symposium on Tribology
  • 発表場所: Lyon, France
  • 年月日: 20070904-07
• [図書] Chapter 117 Nanotribology and nanoscale materials coatings for lubricants, Elsevier (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Ohmae
  • 出版者: Comprehensive Nanoscience and Technology(in printing)
• [図書] J.Wiley and Sons (2008)
  • 著者名/発表者名: J.M.Martin and N.Ohmae
  • 総ページ数: 1-234
  • 出版者: Nanolubricants
• [産業財産権] オニオンライクカーボンの作製方法 (2009)
  • 発明者名: 大前伸夫, 松本直浩
  • 権利者名: 国立大学法人神戸大学
  • 産業財産権番号: 特願2009-47435
  • 出願年月日: 2009-02-28