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

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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．