Study on friction reduction mechanism of solvation layers on molecular adsorption films

分子吸附膜溶剂化层减摩机理研究

• 批准号: 20K14642
• 负责人: 渡部 誠也
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: Osaka University (2021-2022)Tokyo University of Science (2020)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14642/
• 关键词: 表面分析; その場観察; メゾスコピック領域; 分子吸着膜; 溶媒和構造; 摩擦; 分光分析; 原子間力顕微鏡

2022年度は、「研究実施計画」の①分子吸着膜上の溶媒和構造の解明と②メゾスコピック領域における摩擦試験の内、②を中心に取り組んだ。2022年度に実施した研究では、開発したメゾスケール摩擦試験機と顕微ラマン分光分析を組み合わせたその場観察試験機の改良を行った。具体的には、現行直径7ｍｍのプリズムプローブを直径200μmまでサイズダウンすることを試みた。微小プリズムプローブの作製は、サファイア平行平板に直径200μmの半球プリズムを取り付ける方式とした。接合には、フュージョンボンディングや耐熱性無機接着剤により直接接着させる方法を試みたが、良好な結果が得られなった。耐熱性無機接着剤を用いた方法では、平板とプリズムを十分な強度で接合することができたが、接着剤層が過度に厚くなってしまい、ラマン分光分析においての十分な入射光が透過せずプリズム先端に到達しないという問題が生じた。そのため、必要最低限の量の接着剤を用いて接合させるための専用治具の設計と製作に着手した。また、計測対象であるトライボフィルムは、温度条件によって成長速度や生成過程が異なる。そのため、当該装置の摩擦機構に温度制御ユニットを組み込み、温度をパラメータとした計測を可能とする改良にも着手した。2022年度から取り組んでいるプリズムプローブの微小化は、数～数十nm程度の”微細な凹凸形状”とラマンスペクトルを同時取得することを可能とし、メゾスコピック領域現象をナノスケールで解き明かす詳細な理解に繋がると期待できる。

In fiscal 2022, the "Research Implementation Plan" will reveal the solution and structure of the solvent on the molecular adsorption membrane and the friction test field of the molecular adsorption membrane. In 2022, the research and development equipment of the company will be opened, and the friction testing machine will be opened. The company's micro-spectroscopic analysis team has developed an improved field inspection and testing machine. Specifically, the current diameter is 7ｍｍのプリズムプローブを diameter 200μmまでサイズダウンすることを try it. Micro プリズムプローブのは, サファイアparallel plate and hemispherical 200μm diameter hemispherical とした. Joining には, フュージョンボンディングやheat-resistant inorganic bonding により direct bonding させる method を test みたが, good な results られなった. Heat-resistant inorganic adhesive bonding method is used, flat plate bonding is very strong, bonding is very strong, and the adhesive layer is not too thickくなってしまい、ラマンSpectroscopic analysisにおいての十なThe incident light が passes through the せずプリズム tip and reaches the しないというproblemが生じた.そのため、The necessary minimum amount of のthen cut it with いてjoint and させるための専use the design and production of the jig and start した.また、Measurement object であるトライボフィルムは、Temperature conditions によってGrowth speed やGeneration process がdifferentなる. When the friction mechanism of the device is controlled by the temperature control system and the temperature control system is measured, it is possible to improve the device. The 2022 FY2022 から取り组んでいるプリズムプローブのminiaturization, several to tens of nm level "fine uneven shape" とラマンスペクトIt's possible for Rika to obtain the field phenomenon of することをとし and メゾスコピック at the same time.おノスケールで解き明かすDetailsなUnderstandingに DepartmentがるとLooking forward to できる.