| 研究課題/領域番号 |
23656118
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
中野 健 横浜国立大学, 環境情報研究科(研究院), 准教授 (30292642)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| キーワード | トライボロジー / 電解重合 / 自己修復 |
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| 研究概要 |
筋骨格系のなめらかな運動を実現する生体関節は、過酷な摺動を受け続けながらも、生体の寿命程度の長期間を、表向きには「メンテナンスフリー」で作動する。これは、生体関節が重度の損傷に至りにくい構造を有するばかりでなく、仮に軽度の損傷が生じたとしても、それを「自己修復」する機能をシステムとして有するからである。生体に特有な自己修復機能を人工物に持たせて、「メンテナンスフリーな機械摺動面」を実現することを、本研究の究極の目標とする。電気化学の分野で精力的に研究されている「電解重合による導電性高分子の高速な成膜技術」をトライボロジーの分野に導入して、生体関節の自己修復機能を模倣した「自己修復型トライボシステム」の構築に挑戦する。本年度は、電解重合法によりSUJ-2製のDisk上にポリチオフェン膜を形成し、電解重合時に電解質溶液の溶媒として用いたイオン液体（1-エチル-3-メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート）を潤滑剤として、SUJ-2製のBallを対向面としたすべり摩擦試験（ball/disk）を実施した。電流密度と通電時間をパラメータとして成膜条件を探索して、得られた電解重合膜のトライボロジー特性を調べた。その結果、電解重合膜が厚すぎると膜の剥離が生じて、良好なトライボロジー特性が得られないことがわかった。従って、電解重合膜の成膜に際しては、電流密度または通電時間を必要最小限に小さく抑えるか、またはdisk側ではなくball側に成膜するなどの工夫が必要であることがわかった。
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| 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
当初の研究計画に沿って、おおむね順調に進展している。ただし、自己修復型トライボシステムの構築に向けて、トライボロジー特性に優れた材料と潤滑剤の組み合わせの探索には、まだいくらかの時間が必要である。
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| 今後の研究の推進方策 |
自己修復型トライボシステムの構築に向けて、電解重合の専門家である研究連携者（横浜国立大学 跡部 真人 教授）との協力体制のもと、トライボロジー特性に優れた材料と潤滑剤の組み合わせを見出す。電解重合膜の密着性の向上のために、基板の表面粗さを調整したり、電解質溶液へドープする材料を工夫するなどして、高性能な自己修復型トライボシステムの構築を目指す。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
自己修復型トライボシステムの構築に向けて、トライボロジー特性に優れた材料と潤滑剤の組み合わせの探索のために、主として消耗品（テストピースと薬品）の購入に使用する。
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