Self-healing and ultra-low friction tribo-systems through supramolecular host-guest interactions

通过超分子主客体相互作用实现自修复和超低摩擦摩擦系统

• 批准号: 22K14169
• 负责人: 大久保 光
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14169/
• 关键词: トライボロジー; ホストゲスト相互作用; オペランド計測; 分光分析

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．本年度は，自己修復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着目した．摩擦係数の速度依存性を確認した結果（図１），摩擦係数は0.05から0.1程度で推移し，摩擦係数の速度依存性は正勾配を示した．さらに，あらかじめ摩擦面の一部に切り込みを入れることで，その切り込み面の自己修復性を確認した．その結果，摩擦後に自己修復ゲルの切り込み部が部分的に接合されており，自己修復ゲルが摩擦時に自己修復することを確認した（図２）．この自己修復機構を検証するため，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）を用いて，摩擦界面のその場計測により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．今後は，別手法の観察法にて，ゲルの自己修復機構を検証する．

This study is aimed at the construction of self-repairing supramolecular structures with both self-repairing and ultra-low friction properties, and the use of self-repairing supramolecular materials for self-repairing supramolecular structures with friction fields. This year, we will repair the friction and wear characteristics in the water and repair the friction field. The speed dependence of friction coefficient is confirmed. Results (1) show that the friction coefficient varies from 0.05 to 0.1, and the speed dependence of friction coefficient varies from positive to negative. A part of the friction surface is cut into the friction surface, and the repair property of the friction surface is confirmed. The result is that after friction, the joint of the inner part is repaired. This self-repair mechanism is verified by total reflection method (true contact part light transmission, friction interface detection possible method). The contact and penetration of the phase pressure elements are determined by the shape of the cutting surface and the contact and penetration of the partial self-repair elements. One side of the friction, the other side of the friction. In the future, different methods of investigation should be used to verify the repair mechanism.