Measurement of nanotribological properties of molecularry thin lubricant by using optical fiber probe

光纤探针测量稀分子润滑剂纳米摩擦学性能

• 批准号: 15360084
• 负责人: FUKUZAWA Kenji
• 金额: $ 4.35万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15360084/
• 关键词: tribology; rheology; nanoscopic measurement; micromachine; optical fiber; magnetic recording; 光ファイバー

A novel method for measuring dynamic shear force at a high shear rate with precise gap control has been developed to clarify the rheological properties of confined perfluoropolyether lubricant. We call this new method "fiber wobbling method". In this method, an optical fiber is used as a probe and measuring amplitude and phase shift of the fiber shearing a lubricant film provides the rheological properties. The fiber wobbling method requires highly sensitive force sensing due to the small shear force generated by thin liquid films. In this study, we have demonstrated that a highly sensitive shear force measurement method with a minimum detection force of the order of sub-nN. This method uses an optical fiber probe as a microlens and measures the displacement of the laser spot on a position sensitive detector. In addition, we have demonstrated that a double-ended tuning fork-based force sensor is feasible to detect vertical force during sliding.

为了研究受限全氟聚醚润滑剂的流变性能，提出了一种高剪切速率下的动态剪切力测量方法。我们称这种新方法为“光纤摆动法”。在该方法中，使用光纤作为探针，并且测量剪切润滑剂膜的光纤的振幅和相移提供流变特性。由于薄液膜产生的剪切力很小，光纤摆动方法需要高度灵敏的力传感。在这项研究中，我们已经证明，一个高度敏感的剪切力测量方法与最小检测力的顺序sub-nN。该方法采用光纤探针作为微透镜，测量激光光斑在位置敏感探测器上的位移。此外，我们已经证明，双端音叉为基础的力传感器是可行的，以检测在滑动过程中的垂直力。

项目成果

Measurement for nanorheology of molecularly thin lubricant using fiber wobbling method(Review article, in Japanese)

使用纤维摆动法测量细分子润滑剂的纳米流变性（评论文章，日文）

• 发表时间: 2005
• 期刊: Tribologist Vol.50・No.2
• 作者: K.Fukuzawa;S.Itoh;Y Mitsuya
• 通讯作者: Y Mitsuya

Disjoining Pressure Measurements Using a Microfabricated Groove for a Molecularly Thin Polymer Liquid Film on a Solid Surface

使用微加工凹槽对固体表面上的分子薄聚合物液膜进行分离压力测量

• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of Chemical Physics Vol.121・No.9
• 作者: K.Fukuzawa;J.Kawamura;T.Deguchi;H.Zhang;Y.Mitsuya
• 通讯作者: Y.Mitsuya

Disjoining Pressure Measurements Using a Micro fabricated Groove for a Molecularly Thin Polymer Liquid Film on a Solid Surface

使用微加工凹槽对固体表面上的分子薄聚合物液膜进行分离压力测量

• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of Chemical Physics Vol.121・No.9
• 作者: K.Fukuzawa;J.Kawamura;T.Deguchi;H.Zhang;Y.Mitsuya
• 通讯作者: Y.Mitsuya

伊藤伸太郎, 福澤健二, 張 賀東, 三矢保永: "ファイバーウォブリング法によるナノ閉じ込めきれた分子潤滑膜の粘弾性特性の測定"日本機械学会論文誌(C編). (発行予定). (2004)

Shintaro Ito、Kenji Fukuzawa、Hedong 张、Yasunaga Mitsuya：“使用纤维摆动法测量纳米限制分子润滑膜的粘弹性”，日本机械工程学会会刊（C 版）（待出版）。 （2004）

Optimization of dynamic shear force measurement for fiber wobbling method

纤维摆动法动态剪切力测量的优化

• 期刊: Microsystem Technologies (発行予定)
• 作者: S.Itoh;K.Fukuzawa;K.Takahashi;T.Ando;H.Zhang;Y.Mitsuya
• 通讯作者: Y.Mitsuya