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2008 年度 実績報告書

固体表面間の束縛液体のナノレオロジー・ナノトライボロジーの研究

研究課題

研究課題/領域番号 20245024
研究機関東北大学

研究代表者

栗原 和枝  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50252250)

研究分担者 水上 雅史  東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (60333902)
キーワードエネルギー効率化 / トライボロジー / ナノ材料 / 表面・界面物性 / マイクロ・ナノデバイス
研究概要

我々は2つの固体表面間のナノ空間に閉じ込められた液体の構造(分子組織化)・ナノレオロジー・ナノトライボロジー特性を分子レベルで研究するための新しい評価法を我々は開発してきた。本研究では、開発した装置に電場印加、および広範囲の温度制御機構を組み込み、計測法の高度化を図るとともに、実用材料表面、液体試料の評価へと展開し、金属表面を用いた潤滑油・トラクションオイルのナノトライボロジー特性評価を行い、微細空間の束縛液体の分子科学ならびに現実系の分子の配向・構造制御・ナノレオロジー・トライボロジー制御の基礎を形づくることを目標としている。
平成20年度は様々な実用材料表面を用いた表面力・ナノ共振ずり測定を行うための様々な表面の調製法を検討した。具体的には、雲母壁開面に真空蒸着あるいはスパッタリングにより種々の金属薄膜(ニッケル、ニッケルクロム合金、金、銀、鉄)を調製し、金属面を測定用の石英ディスクに貼り付けた後、雲母シートを剥離することにより、測定に用いるのに十分な平滑性・均一性を有する金属表面が得られることを確認した。さらに、金表面を電極として用い、電場を印加する機構を共振ずり測定装置に組み込みを行い、電場印加により配向を制御した液晶の配向・構造化挙動の評価を行った。雲母表面間の液晶(6CB)は電場の印加により長軸を電場に対して平行(雲母基板表面に垂直)に配向したが、表面間距離が約10nm以下まで減少すると空間的閉じ込め効果が支配的になり液晶は表面に平行に配向することが明らかとなった。

  • 研究成果

    (49件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (38件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Nanorheology and Nanotribology of Two-Component Liquid Crystal2009

    • 著者名/発表者名
      H. Mizuno, T. Haraszti, M. Mizukami, K. Kurihara
    • 雑誌名

      SAE Int. J. Fuels Lubr 1

      ページ: 1517-1523

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 固-液界面の液体のナノ構造形成評価と制御2009

    • 著者名/発表者名
      栗原和枝
    • 雑誌名

      表面科学 30

      ページ: 162-167

  • [雑誌論文] New Surface Forces Apparatus Using Two-Beam Interferometry2008

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kawai, H. Sakuma, M. Mizukami, T. Abe, Y. Fukao, H. Taiima, and K. Kurihara
    • 雑誌名

      Rev. Sci. Instrum 79

      ページ: 043701-1-043701-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Poly(acrylic acid) Nano-films by In-situ Polymerization of Acrylic Acid Macroclusters on Silicon Oxide Surfaces2008

    • 著者名/発表者名
      L. Zhang, M. Mizukami, K. Kurihara
    • 雑誌名

      Macromol. Symposia 270

      ページ: 40-47

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-Situ Polymerization of Molecular Macroclusters on Silica Surface : Poly(N-isopropylacrylamide) Nano-Films2008

    • 著者名/発表者名
      M. Mizukami, G. Zhong, L. Zhang, I. Fukuchi, K. Kurihara
    • 雑誌名

      Langmuir 24

      ページ: 12364-12368

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Physical Model for Resonance Shear Measurement of Confined Liquids between Solid Surfaces2008

    • 著者名/発表者名
      M. Mizukami and K. Kurihara
    • 雑誌名

      Rev. Sci. Instrum 79

      ページ: 113705-1-113705-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fourier-transform Resonance Shear Measurement for Studying Confined Liauids2008

    • 著者名/発表者名
      H. Sakuma and K. Kurihara
    • 雑誌名

      Rev. Sci. Instrum 80

      ページ: 013701-1-013701-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 新しい表面力への挑戦2008

    • 著者名/発表者名
      水上雅史、栗原和枝
    • 雑誌名

      電気化学および工業物理化学 76

      ページ: 763-767

  • [学会発表] 雲母間に挟まれた液体ナノ薄膜における共振ずり-蛍光スペクトル同時測定2009

    • 著者名/発表者名
      粕谷素洋、福士大輔、佐久間博、栗原和枝
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会(2009)
    • 発表場所
      日大船橋キャンパス
    • 年月日
      20090327-30
  • [学会発表] 金表面に挟まれた液晶薄膜の放射光X線回折2009

    • 著者名/発表者名
      中野真也、水上雅史、太田昇、八木直人、八田一郎、栗原和枝
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会(2009)
    • 発表場所
      日大船橋キャンパス
    • 年月日
      20090327-30
  • [学会発表] アルミナ表面における表面力測定2009

    • 著者名/発表者名
      大島亜希子、佐久間博、栗原和枝
    • 学会等名
      日本化学会第89春季年会(2009)
    • 発表場所
      日大船橋キャンパス
    • 年月日
      20090327-30
  • [学会発表] 2成分液体を用いた気-液界面への粒子集積2009

    • 著者名/発表者名
      水上雅史、栗原和枝
    • 学会等名
      平成20年度日本表面科学会東北・北海道支部講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      20090312-13
  • [学会発表] 表面力測定と和周波発生振動分光法によるシクロヘキサン中のシリカ表面への水の吸着構造評価2009

    • 著者名/発表者名
      小林篤史、水上雅史、栗原和枝
    • 学会等名
      平成20年度日本表面科学会東北・北海道支部講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      20090312-13
  • [学会発表] New Surface Forces Apparatus Using Two-beam Interferometry2009

    • 著者名/発表者名
      K. Kurihara, H. Kawai, H. Sakuma, M. Mizukami, T. Abe, Y. Fukao, H. Tajima
    • 学会等名
      The Biennial Australian Colloid and Interface Symposium and the 10th Australia-Japan Colloid and Interface Science Symposium
    • 発表場所
      Adelaide, Australia
    • 年月日
      20090201-05
  • [学会発表] Molecular Analysis of Liquid Adsorption at the Solid/Liquid Interfaces : Surface Forces Measurement and Surface Selective Spectroscopy (Keynote)2009

    • 著者名/発表者名
      Masashi Mizukami
    • 学会等名
      The Biennial Australian Colloid and Interface Symposium and the 10th Australia-Japan Colloid and Interface Science Symposium
    • 発表場所
      Adelaide, Australia
    • 年月日
      20090201-05
  • [学会発表] 環境ナノテクノロジー(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      栗原和枝
    • 学会等名
      日本化学会第89回春季年会シンポジウム企画
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2009-03-30
  • [学会発表] Resonance Shear and Fluorescent Lifetime Measurements to Evaluate Local Viscosity of Confined Liquid between Mica Sheets2008

    • 著者名/発表者名
      粕谷素洋、福士大輔、佐久間博、栗原和枝
    • 学会等名
      平成20年度日本分光学会年次講演会
    • 発表場所
      東北大学多元物質科学研究所
    • 年月日
      20081119-21
  • [学会発表] Structurine of Liquids at Solid-Liquid Interface (Invited)2008

    • 著者名/発表者名
      Kazue Kurihara
    • 学会等名
      1st Rennes-Sendai joint workshop on advanced materials and devices
    • 発表場所
      University of Rennes 1, France
    • 年月日
      20081022-24
  • [学会発表] 固-液界面の液体の構造 : 表面力測定からのアプローチ(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      栗原和枝
    • 学会等名
      2008年度実用表面分析講演会
    • 発表場所
      東北大学多元物質科学研究所
    • 年月日
      20081014-15
  • [学会発表] Resonance Shear Measurement for Nanotribology Liquids Confined Between Solid Surfaces (Invited)2008

    • 著者名/発表者名
      Kazue Kurihara
    • 学会等名
      SAE International, Powertrains, Fuels & Lubricants Meeting
    • 発表場所
      Illinois, USA
    • 年月日
      20081006-09
  • [学会発表] 表面力-光学顕微鏡同時観察による金属-高分子接着の評価2008

    • 著者名/発表者名
      松平政臣、鈴木伸、水上雅史、栗原和枝、山辺秀敏、安東勲雄
    • 学会等名
      摩擦の科学
    • 発表場所
      愛知教育大学
    • 年月日
      20080911-13
  • [学会発表] 2光束干渉計を用いた新規表面力装置2008

    • 著者名/発表者名
      川井宏支、佐久間博、水上雅史、安部隆、深尾泰弘、田島晴雄、栗原和枝
    • 学会等名
      第61回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      九州大学六本松キャンパス
    • 年月日
      20080907-09
  • [学会発表] 2成分液体を用いた気-液界面への微粒子の捕捉と2次元集積2008

    • 著者名/発表者名
      水上雅史、栗原和枝
    • 学会等名
      第61回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      九州大学六本松キャンパス
    • 年月日
      20080907-09
  • [学会発表] 共振ずり・蛍光寿命同時測定による雲母表面間の液体ナノ薄膜の研究2008

    • 著者名/発表者名
      福士大輔、佐久間博、栗原和枝
    • 学会等名
      第61回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      九州大学六本松キャンパス
    • 年月日
      20080907-09
  • [学会発表] シクロヘキサン中における水のシリカ表面への吸着 : 界面分子マクロクラスター形成との比較-2008

    • 著者名/発表者名
      小林篤史、水上雅史、栗原和枝
    • 学会等名
      第61回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      九州大学六本松キャンパス
    • 年月日
      20080907-09
  • [学会発表] In-Situ Polymerization of Molecular Macroclusters on Silica : Poly(N-isopropylacrylamide) Nano-Films2008

    • 著者名/発表者名
      M. Mizukami, G. Zhong, I. Fukuchi, L. Zhang, K. Kurihara
    • 学会等名
      IUCr 2008 XXI Congress of the International Union of Crystallography Congress and General Assembly
    • 発表場所
      Osaka International Convention Center, Japan
    • 年月日
      20080823-31
  • [学会発表] Resonance Shear Measurement on Liquid Crystal Confined between Solid Surfaces under Electric Field2008

    • 著者名/発表者名
      S. Nakano, M. Mizukami, K. Kurihara
    • 学会等名
      IUCr 2008 XXI Congress of the International Union of Crystallography Congress and General Assembly
    • 発表場所
      Osaka International Convention Center, Japan
    • 年月日
      20080823-31
  • [学会発表] Polyelectrolyte Brushes Studied by Surface Forces Measurement (Invited)2008

    • 著者名/発表者名
      Kazue Kurihara
    • 学会等名
      The 7^<th> International Symposium on Polyelectrolytes (Polyelectrolytes 2008)
    • 発表場所
      University of Coimbra, Portugal
    • 年月日
      20080616-19
  • [学会発表] Resonance Shear Measurement for Nanorheology and Nanotribology (Invited)2008

    • 著者名/発表者名
      Kazue Kurihara
    • 学会等名
      International Symposium on Polymer Physics PP'2008
    • 発表場所
      Xiamen, China
    • 年月日
      20080608-12
  • [学会発表] Polyelectrolytes at Solid-Liquid Interface Studied by Surface Forces Measurement (Invited)2008

    • 著者名/発表者名
      Kazue Kurihara
    • 学会等名
      Interfaces Against Pollution 2008
    • 発表場所
      Kyoto University, Japan
    • 年月日
      20080601-04
  • [学会発表] 表面力測定から見る界面現象(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      栗原和枝
    • 学会等名
      東京大学ナノバイオ・インテグレーション研究拠点
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2008-11-14
  • [学会発表] 共振ずり測定による液体ナノ薄膜の特性評価(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      水上雅史、栗原和枝
    • 学会等名
      SPMによる機械特性評価セミナー
    • 発表場所
      日本ビーコ本社
    • 年月日
      2008-11-05
  • [学会発表] NMRによるシリカ表面に形成した界面分子マクロクラスターのダイナミクス評価2008

    • 著者名/発表者名
      石島美弥
    • 学会等名
      第57回高分子討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学杉本キャンパス
    • 年月日
      2008-09-24
  • [学会発表] 界面分子マクロクラスターによる金ナノ粒子の基板上への集積2008

    • 著者名/発表者名
      梶原剛史、新沢達郎、水上雅史、栗原和枝
    • 学会等名
      第57回高分子討論会
    • 発表場所
      大阪市立大学杉本キャンパス
    • 年月日
      2008-09-24
  • [学会発表] 固-液界面の液体組織化構造の研究 : 界面分子マクロクラスターを中心に(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      水上雅史
    • 学会等名
      J-PARC反射率で目指す新しい界面科学に関する研究会
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構
    • 年月日
      2008-09-19
  • [学会発表] Resonance Shear Measurement for Study Nanorheological and Nanotribological Behaviors of Liquids Confined between Solid Surfaces (Invited)2008

    • 著者名/発表者名
      Kazue Kurihara
    • 学会等名
      International Symposium on Polymer Physics
    • 発表場所
      Kyusyu University, Japan
    • 年月日
      2008-09-13
  • [学会発表] A Novel Molecular Organization at the Solid/Liquid Interfaces : Hydrogen-Bonded Molecular Macrocluster Formation on Silica Surface in Non-polar Liquid (Invited)2008

    • 著者名/発表者名
      Masashi Mizukami
    • 学会等名
      Global COE & IREMC International Meeting on : MOLECULAR SCIENCE FOR FUTURE MATERIALS and COMPLEX PHENOMENA
    • 発表場所
      Tohoku University, Japan
    • 年月日
      2008-08-22
  • [学会発表] Liquid Confined in Nanospace Studied by Resonance Shear Measurement : Structure, Viscosity, Friction, Lubrication (Invited)2008

    • 著者名/発表者名
      Kazue Kurihara
    • 学会等名
      The 236^<th> ACS National Meeting & Exposition, American Chemical Society
    • 発表場所
      Philadelphia, PA, USA
    • 年月日
      2008-08-18
  • [学会発表] 新機能創製のための表面力測定 : 界面分子マクロクラスターを中心に(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      水上雅史
    • 学会等名
      ハイブリッドナノマテリアルシンポジウムー若手研究フロンティア-
    • 発表場所
      東北大学多元物質科学研究所
    • 年月日
      2008-07-28
  • [学会発表] 共振ずり測定からみる微細空間の水溶液の特性 : 潤滑と水和2008

    • 著者名/発表者名
      栗原和枝
    • 学会等名
      第18回バイオ・高分子シンポジウム
    • 発表場所
      上智大学中央図書館
    • 年月日
      2008-07-26
  • [学会発表] Water Adsorption onto Silica Surface in Cyclohexane by Surface Forces Measurement and SFG Spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      A. Kobayashi, M. Mizukami, K. Kurihara
    • 学会等名
      International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter
    • 発表場所
      Kyoto University, Japan
    • 年月日
      2008-06-03
  • [学会発表] Resonance Shear Study on Confined Liquid Crystal under Electric Field2008

    • 著者名/発表者名
      S. Nakano, M. Mizukami, K. Kurihara
    • 学会等名
      International Symposium on Non-Equilibrium Soft Matter
    • 発表場所
      Kyoto University, Japan
    • 年月日
      2008-06-03
  • [学会発表] 2成分液体-空気界面に捕捉された微粒子の2次元集積2008

    • 著者名/発表者名
      水上雅史、栗原和枝
    • 学会等名
      第57回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2008-05-30
  • [学会発表] ナノ共振ずり測定による液晶光配向膜表面における液晶分子の特性評価2008

    • 著者名/発表者名
      小石川靖、水上雅史、栗原和枝
    • 学会等名
      第57回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2008-05-30
  • [学会発表] ナノ共振ずり測定法による液晶薄膜のエレクトロレオロジー評価2008

    • 著者名/発表者名
      中野真也、水上雅史、栗原和枝
    • 学会等名
      第57回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2008-05-30
  • [学会発表] 微細空間の液体の特性の新規評価法 : ナノ共振ずり測定法2008

    • 著者名/発表者名
      栗原和枝、佐久間博、水上雅史
    • 学会等名
      ナノ学会第6回大会
    • 発表場所
      九州大学医学部百年講堂
    • 年月日
      2008-05-07
  • [図書] 「固体表面の液体分子の自己組織化」, "自己組織化ハンドブック", 材料編, 第7章複合材料, 第5節表面修飾, 2項2009

    • 著者名/発表者名
      栗原和枝, 水上雅史
    • 出版者
      株式会社エヌ・ティー・エス(印刷中)
  • [図書] 9章1節4項「原子力間顕微鏡」, 9章1節5項「表面力測定」, "現代界面コロイド化学の基礎"2009

    • 著者名/発表者名
      水上雅史, 栗原和枝
    • 出版者
      丸善株式会社(印刷中)
  • [図書] 7章2節1項「展開単分子膜」, 7章2節2項「膜の累積化とLB膜」, "現代界面コロイド化学の基礎", 丸善株式会社2009

    • 著者名/発表者名
      栗原和枝
    • 出版者
      丸善株式会社(印刷中)

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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