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2013 年度 実施状況報告書

新しいトライボロジーメカニズムを秘めたサンドフィッシュの鱗のバイオミメティクス

研究課題

研究課題/領域番号 25630037
研究種目

挑戦的萌芽研究

研究機関岡山大学

研究代表者

木之下 博  岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (50362760)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードバイオミメティクス / ナノ・マイクロトライボロジー / 固体潤滑 / 摩擦メカニズム
研究概要

砂漠に生息するサンドフィッシュ (トカゲ)の鱗が低摩擦性と高耐摩耗性を有していることが,近年明らかとなってきている.本申請者もμN荷重でのこの鱗表面のトライボロジー特性を研究し,特異な性質を発見している.μN荷重では,他の材料,ポリイミドやPTFEなどが凝着力を持つにもかかわらず,サンドフィッシュの鱗では凝着力が無く,このことによってこの領域の荷重で,他の材料より低摩擦であることを見出した.本研究では,さらにnNやmNでのサンドフィッシュの鱗のトライボロジー特性について研究する.
本年では特にmN荷重でのトライボロジー特性について研究を行った.そして,サンドフィッシュの鱗は,比較材料として用いたポリイミドやPTFEなどと比べて,摩耗が生じる荷重が高く,摩耗量も小さい事ことを見出した.また摩耗が生じた時は他の材料では摩耗粉が摩耗痕に周辺に付着しているのに対して,サンドフィッシュの鱗では摩耗粉が摩耗痕の周辺に散乱し,脆性破壊されているような摩耗であることを発見した.これはサンドフィッシュの鱗が他の材料より硬いためと思われる.

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

mNトライボメータの作製を行い,mN荷重のトライボロジー試験について計画通り進んでいる.また鱗断面を観察する方法であるが,鱗を力学的に引き裂きその断面を見た方が,鱗の内部構造が詳細に表れることが分かり,計画のFIBや真空凍結割断を用いなくても良いことが分かった.またAFM観察やAFMを用いるnN荷重での観察が思ったほど進まなかった.

今後の研究の推進方策

今年度はAFMを用いnN荷重でのトライボロジー特性について研究を行う.特にナノオーダーの表面観察はまだ世界中で行われたことが無く,今年度の前半に集中的に行う.それに附随して,nN荷重での摩擦特性の測定も行う.このnN荷重の測定では市販のシリコン製のチップの他に,シリコンにPTFEや石英、鉄などを付着させて材料を変化させた時の摩擦特性の変化を見積る。またmN荷重での実験と同じく,PTFEやポリイミドとの対比も行う.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] サンドフィッシュの鱗の微小荷重でのトライボロジー特性(第1報)― 微細構造観察とμN 荷重のトライボロジー特性 ―2013

    • 著者名/発表者名
      木之下 博,政安 亮祐,藤井 正浩
    • 雑誌名

      トライボロジスト

      巻: 58 ページ: 832-840

    • 査読あり
  • [学会発表] バイオミメティクスの観点からのサンドフィッシュの鱗の微小荷重領域でのトライボロジー特性

    • 著者名/発表者名
      木之下 博, 政安 亮祐, 藤井 正浩
    • 学会等名
      トライボロジー会議2013春 東京
    • 発表場所
      東京
  • [学会発表] 砂漠に生息するトカゲの鱗の低摩擦機構

    • 著者名/発表者名
      木之下博
    • 学会等名
      第2回 ネイチャー・インダストリー・アワード ~若手研究者からの発信~
    • 発表場所
      大阪
  • [備考] 岡山大学 研究者総覧

    • URL

      http://soran.cc.okayama-u.ac.jp/view?l=ja&u=67a08c993dcb8a5274506e4da22f6611

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公開日: 2015-05-28  

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