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我々はこれまでに、非極性溶媒中のシリカ表面に吸着したアルコールなどの水素結合性液体分子が、表面から水素結合によりつながった厚さ数 10 nm におよぶ規則構造を形成することを見いだしている (界面分子マクロクラスター)。また、界面分子マクロクラスターが形成された表面間には、5 nm以下の近距離で、液体構造に起因する強い斥力が働くことを明らかにしてきた。この現象は、低分子・低粘度の液体の吸着層でありながら高負荷下でも安定に存在し、固体表面の直接接触を避ける機能を実現したものである。本研究では、吸着分子種により界面分子マクロクラスターの構造・厚みを制御し、その力学特性との相関を解明し、この知見に基づき、液体ナノ薄膜による高潤滑とその分子論的な制御を実現する新しい方法論の確立を目的としている。評価法として、表面力測定と共振ずり測定法を用いた。
23年度までに、製作した液浸型共振ずりユニットの動作テスト・改良、内容積が小さく密閉状態で溶液を交換可能なポートをもつチャンバーを用いて、エタノール-シクロヘキサン2成分液体のシリカ表面間の表面力測定、共振ずり測定を行った。24年度は、エタノールより厚く、安定なクラスター構造形成を観測しているエチレングリコール-シクロヘキサン、および水-シクロヘキサン2成分液体中の表面力･共振ずり測定を行った。エチレングリコール、水のシリカ表面への吸着によると考えられる接着力は観測されたが、構造斥力による耐荷重性と高い潤滑性は今のところ観測されていない。さらに、表面調製および測定溶液条件の最適化を図り、本課題で整備した測定装置を活用して研究を進める。
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