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2020 年度 実績報告書

再生・修復機能を付与した低摩擦ソフトトライボロジー材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H02060
研究機関鶴岡工業高等専門学校

研究代表者

佐藤 貴哉  鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (30399258)

研究分担者 上條 利夫  鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (00588337)
荒船 博之  鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (90707811)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワードイオン液体 / ポリマーブラシ / 低摩擦材料 / ゲル / 再生機能
研究実績の概要

本年度はシリコーンゴムを対象としたループ型ポリマーブラシ系の比較検討として、セグメントAにポリジメチルシロキサン(PDMS)、セグメントBにポリエチレングリコール(PEG)を有するジブロックポリマーをシリコーンゴムに対して10wt%導入し、分子量の違いによる直鎖型ポリマーブラシの偏析挙動の違いをグリセロール水溶液接触角の時間変化から検討した。
その結果、PDMS (5k)-PEG (2.1k)を添加した系では10minで40°の接触角低減が観測されたのに対し、PDMS(1k)-PEG(2.1k)を添加した系では10minで60°の接触角変化が観測され、PDMSの長鎖化がグリセロール水溶液界面への偏析を抑制することが分かった。
またイオン液体型ダブルネットワークゲル(DNイオンゲル)薄膜の合成にあたり、テトラエトキシシランとポリメチルメタクリレートのネットワーク同時形成を試みた。
その結果、圧縮強度30MPaでも破断しないDNイオンゲルを得られ、薄膜化において必要となるワンポット合成法が適用可能であることを見出した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度の実施計画にもとづき再生機能を有するポリマーブラシのシリコーンゴム系における偏析挙動を確認し、またABA型ブロックコポリマーの合成指針を確立した。また薄膜型DNイオンゲルの作製法を見出した。界面におけるブラシ構造やゲル再生機構の解析に
ついては本年度に進行する。

今後の研究の推進方策

◆ループポリマーブラシ型低摩擦表面の開発
(1) ポリシロキサンを骨格としたABA型ブロックコポリマーの合成手法の確立
(2) シリコーンゴムにおけるABA型ブロックコポリマーの相分離および潤滑挙動における構造依存性の検証
◆再生・修復機能を有するイオン液体型ダブルネットワークゲル薄膜創製
(1) スライドリング架橋剤を導入したイオンゲルの構造設計と潤滑特性評価
(2) 薄膜イオンゲルの合成とその機械的強度・潤滑特性評価

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] In Situ Surface-Initiated Atom-Transfer Radical Polymerization Utilizing the Nonvolatile Nature of Ionic Liquids: A First Attempt2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Satoh, Saika Honma, Hiroyuki Arafune, Ryo Shomura, Toshio Kamijo, Takashi Morinaga and Takaya Sato
    • 雑誌名

      Polymers

      巻: 13 ページ: 61

    • DOI

      10.3390/polym13010061

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electrochemical Quantitative Evaluation of the Surface Charge of a Poly(1‐vinylimidazole) Multilayer Film and Application to Nanopore pH Sensor2021

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Sato , Fumiya Sato , Masakuki Kumano , Toshio Kamijo , Takaya Sato , Yuanshu Zhou , Yuri Korchev , Takeshi Fukuma , Tsutomu Fujimura , Yasufumi Takahashi
    • 雑誌名

      Electroanalysis

      巻: 33 ページ: 1633-1638

    • DOI

      10.1002/elan.202100041

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Novel Use of a Pyridinium Salt to Form a Solid Electrolyte Interphase (SEI) on High Voltage Lithium-Excess Layered Positive Active Material2021

    • 著者名/発表者名
      Ryo Shomura, Keita Sakakibara, Shoko Marukane, Kimiyo Nakamichi, Takashi Morinaga, Yoshinobu Tsujii, and Takaya Sato
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 94 ページ: 1594-1601

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200329

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Adsorption and Release of Rose Bengal on Layer-by-Layer Films of Poly(Vinyl Alcohol) and Poly(Amidoamine) Dendrimers Bearing 4-Carboxyphenylboronic Acid2020

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Yoshida, Akane Yamaguchi, Hiroki Midorikawa, Toshio Kamijo, Tetsuya Ono, Takenori Dairaku, Takaya Sato, Tsutomu Fujimura, Yoshitomo Kashiwagi, Katsuhiko Sato
    • 雑誌名

      POLYMERS

      巻: 12 ページ: 1854

    • DOI

      10.3390/polym12081854

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enhancement of Hydrogen Peroxide Reduction Current by an Electrode Modified with Hybrid Polymer/Silica Particles andN,N-diethyl-N-(2-methoxy-ethyl)-N-methylammonium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide2020

    • 著者名/発表者名
      Shigehiro Takahashi, Katsuhiko Sato, Riho Umeda, Misaki Nishizawa, Toshio Kamijo, Takashi Morinaga, Iwao Suzuki, Takaya Sato
    • 雑誌名

      ELECTROANALYSIS

      巻: 32 ページ: 2113-2117

    • DOI

      10.1002/elan.202060018

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Development of a super low friction sliding system based on ionic liquid type polymer brushes combined with molecularly smooth surface materials2020

    • 著者名/発表者名
      上條 利夫, 荒船 博之, 本間 彩夏, 佐藤 涼, 森永 隆志, 佐藤 貴哉
    • 学会等名
      第30回日本MRS年次大会
  • [学会発表] Characterization of mechanical and tribological properties of double network ion gels2020

    • 著者名/発表者名
      荒船 博之, 上條 利夫, 森永 隆志, 渡会 祐馬, 土田 悠斗, 佐藤 貴哉
    • 学会等名
      第30回日本MRS年次大会
  • [学会発表] Synthesis and Characterization of Ionic Liquid-type Polyanions Containing Mobile Cations for Polymer Electrolyte2020

    • 著者名/発表者名
      森永 隆志, 前田 奈央也, 本間 彩夏, 正村 亮, 佐藤 涼, 佐藤 貴哉
    • 学会等名
      第30回日本MRS年次大会

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公開日: 2021-12-27  

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