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2017 年度 実績報告書

ナノストライプパターニングによる薄膜流体潤滑技術の高度化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25249011
研究機関東京農工大学

研究代表者

安藤 泰久  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00344169)

研究分担者 中野 美紀  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20415722)
研究期間 (年度) 2013-10-21 – 2018-03-31
キーワードナノストライプ / トラクションドライブ / 摩擦力分布 / ナノパターン / 潤滑特性 / AFM
研究実績の概要

ナノストライプ構造を利用して、薄膜流体潤滑技術の高度化を進めることを目的として、以下の検討などを行った。
ナノストライプ表面の潤滑特性をミクロスケールで明らかにするため、プローブとして光学レンズを備えたカンチレバーをAFM に取り付け,ヘリングボーン溝パターンと直線パターンの2種類のナノストライプ表面の摩擦力分布測定を行い行った。その結果、ヘリングボーン溝パターンでは、潤滑油が集まるVの字の頂点の位置に沿って摩擦が低下すること、直線溝パターンでは溝に対して直交方向に摩擦したときの摩擦係数が低くなることが明らかとなった。ただし、前者の摩擦力分布では、溝の配置よりも不規則な摩擦係数の分布が目立っていたことから、ナノスケールの溝の影響が潤滑特性に大きな影響を与えていることを確認した。
摩擦係数を低下させるだけでは無く、安定して高い摩擦係数を得る技術の実現に向けて、ナノストライプパターンを組み合わせたときの摩擦特性を調査した.ナノストライプ基板を薄膜Siウェハ上に作製し,それぞれのナノストライプの溝が直交する方向、平行な方向になるように、2つの円筒面に貼り付けた. 平行な方向については、溝が摺動方向にも平行になる配置、摺動方向に対しては直交する(溝がお互いに乗り上げる)方向の2通りとした。その結果、ナノ溝を直交させて摩擦したとき,及びナノ溝がかみ合う向きに配置してナノ溝同士が乗り越える向きに摩擦したときの摩擦係数が高くなることを明らかにした。この結果は、トラクションドライブへの応用が期待出来る。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] Mesoscale Friction Measurement of Hierarchical Patterns by Raster Scanning2018

    • 著者名/発表者名
      Reina Shiojima, Yasuhisa Ando, Koji Miyake, Miki Nakano
    • 学会等名
      International Nanotribology Forum
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Nanostripe Surface Geometry on Lubrication Properties2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhisa ANDO, Takuro SUMIYA
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology (ICMDT 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] 等高線型ナノストライプ表面の作製と潤滑 特性2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木 瑞穂、間野 大樹、伊藤 博信、安藤 泰久
    • 学会等名
      トライボロジー会議2017春東京
  • [学会発表] ナノストライプ構造による低摩擦発現機構に 関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      齊藤 正利、 安藤泰久
    • 学会等名
      2017年度日本機械学会年次大会
  • [学会発表] Friction Properties of Nanostripe Inducing Structures in Vacuum Environment2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhisa Ando, Shunsuke Abe
    • 学会等名
      World Tribology Congress 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] AFM測定によるナノストライプ表面の潤滑特性の解明2017

    • 著者名/発表者名
      溜 愛奈, 安藤 泰久
    • 学会等名
      第8回 マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • [学会発表] ナノパターニング 法とトライボロジーへの応用2017

    • 著者名/発表者名
      安藤 泰久
    • 学会等名
      第8回 マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 階層的パターンのメゾスケールラスタース キャン摩擦測定2017

    • 著者名/発表者名
      塩島怜奈,安藤泰久,三宅晃 司,中野美紀
    • 学会等名
      トライボロジー会議2017秋高松

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公開日: 2018-12-17  

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