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2023 年度 実績報告書

超分子のホスト-ゲスト相互作用による自己修復-超低摩擦型トライボシステムの創製

研究課題

研究課題/領域番号 22K14169
研究機関横浜国立大学

研究代表者

大久保 光  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 助教 (50906352)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
キーワードトライボロジー / ホストゲスト相互作用 / オペランド計測
研究実績の概要

本研究では,自己修復性・超低摩擦性を兼備したトライボロジーシステムの構築を目指して,ホスト-ゲスト相互作用を利用した自己修復性超分子材料に着目し,その摩擦場における自己修復-潤滑機構を種々のオペランド分析により明らかにすることを目的とした.
超分子ゲルの水中における摩擦摩耗特性及び摩擦場における自己修復性について調査した.超分子ゲルは,完全膨潤状態で摩擦係数0.01を下回る超潤滑性を発現した.また,完全膨潤状態においても,超分子ゲルに「予き裂」を付与していた場合,その切断面は摩擦に応じて自己修復した.昨年度同様,完全膨潤状態の超分子ゲルに対して,全反射法(真実接触部が発光することで摩擦界面を観察可能な手法)を用いた摩擦界面のその場計測を実施し,摩擦面における自己修復プロセスを確認した.ゲルに予め設けた切り込みは,相手圧子の接触・貫入による弾性変形によって,切断面の両面がある接触することで,部分的に自己修復している様子が確認された.一方,摩擦することで,その切り込み部が摩擦せん断方向に弾性変形によりさらに接着し,自己修復が進行する様子が確認された.
また,超分子ゲル等の広く粘弾性体に応用可能なその場計測装置を開発した.接触・摩擦状態におけるゲル材料の「粘弾性」・「摩擦力」・「摩耗状態」を計測可能とする装置である.本装置の運用により,材料の摩擦・摩耗状態と粘弾性応答(弾性係数・粘性係数)の関係を明らかとする予定である.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (4件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Layered Structure and Wear Mechanism of Concentrated Polymer Brushes2023

    • 著者名/発表者名
      Okubo Hikaru、Kagiwata Daiki、Nakano Ken、Tsujii Yoshinobu
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 39 ページ: 18458~18465

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.3c02751

  • [雑誌論文] Operando tribo-Raman spectroscopic observation for wear processes of superlow frictional concentrated polymer brushes at frictional interface2023

    • 著者名/発表者名
      Okubo Hikaru、Kagiwata Daiki、Sasaki Shinya、Tsujii Yoshinobu、Nakano Ken
    • 雑誌名

      Polymer Testing

      巻: 127 ページ: 108170~108170

    • DOI

      10.1016/j.polymertesting.2023.108170

  • [雑誌論文] Novel Environmentally Superior Tribomaterial with Superlow Friction: 100% Cellulose Nanofiber Molding2023

    • 著者名/発表者名
      Okubo Hikaru、Hashiba Hiromi、Inamochi Toru、Sato Kaisei、Sasaki Shinya、Yamada Kazushi、Nakano Ken
    • 雑誌名

      Tribology Letters

      巻: 71 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1007/s11249-023-01754-z

  • [雑誌論文] Tribological properties of 100% cellulose nanofiber (CNF) molding under dry- and boundary lubrication-conditions at CNF/steel contacts2023

    • 著者名/発表者名
      Okubo H.、Nakae R.、Iba D.、Yamada K.、Hashiba H.、Nakano K.、Sato K.、Sasaki S.
    • 雑誌名

      Cellulose

      巻: 30 ページ: 6887~6905

    • DOI

      10.1007/s10570-023-05309-2

  • [学会発表] Operando-Raman Observation for Frictional Interface Structure of Concentrated Polymer Brushes2023

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Okubo
    • 学会等名
      International Tribology Conference 2023 Fukuoka
  • [学会発表] 濃厚ポリマーブラシの固液界面構造と潤滑機構2023

    • 著者名/発表者名
      大久保光
    • 学会等名
      第22回境界潤滑研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Superlow frictional and environmentally superior tribomaterial: 100% cellulose nanofiber molding2023

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Okubo
    • 学会等名
      International Tribology Conference 2023 Fukuoka
  • [学会発表] Operando-Raman計測による濃厚ポリマーブラシの摩擦界面構造の観察2023

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Okubo
    • 学会等名
      トライボロジー会議2023 春 東京
  • [学会発表] 超潤滑性SRT 材料の潤滑機構と新たな環境適合型SRT 材料の提案2023

    • 著者名/発表者名
      大久保光
    • 学会等名
      東海トライボロジー研究会(第113回)
    • 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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