Lubricant-less super-environmental adaptive engineering brought by in-situ generation of lubricats on friction surfaces

本研究は，摩擦潤滑剤は外部から供給し長時間効果が持続する必要がある，という従来の機械工学の概念を覆し，潤滑剤を摩擦面においてその場で生成し供給するという革命的な潤滑技術の開発に挑戦する．研究代表者は昨年度の独自実験において，誘電バリア放電の摩擦面への直接照射により，表面に40 nm程度の軟質有機物層と液状物質が同時に生成され，それらが超低摩擦を示す驚きの結果を発見した．研究代表者はこの実験結果から，摩擦面において潤滑物質をその場で生成そして供給するという革命的な潤滑物質供給プロセスを発想した．さらにこの供給手法は，化学的安定性に劣る生分解性潤滑剤を機械しゅう動面で利用可能とする革新的技術であると気づきを得た．本年度の研究では，Diamond-like Carbon(DLC)膜への誘電体バリア放電の放電条件を制御することで，それが摩擦係数にどのような影響を与えるかを明らかにした．具体的には，摩擦部および誘電体バリア放電周囲の環境を湿潤空気，湿潤窒素，湿潤酸素及び乾燥大気条件として試験を実施した．その結果，湿潤空気でのみ低摩擦が実現されることが明らかとなった．従来の研究では，乾燥ガス条件では液状物質が生成されず低摩擦条件とならないことが明らかにされていたが，本実験によりガス種の違いが摩擦係数に大きな影響を与えることが分かり，誘電体バリア放電により生成される液状物質の種類が重要であることが示唆された．また，誘電体バリア放電のインターバル制御を実施することにより低摩擦を持続的に維持できることを当初の想定を超えて明らかにすることに成功した．

本研究は，摩擦潤滑剤は外部から供給し長時間効果が持続する必要がある，という従来の機械工学の概念を覆し，潤滑剤を摩擦面においてその場で生成し供給するという革命的な潤滑技術の開発に挑戦する．研究代表者は昨年度の独自実験において，誘電バリア放電の摩擦面への直接照射により，表面に40 nm程度の軟質有機物層と液状物質が同時に生成され，それらが超低摩擦を示す驚きの結果を発見した．研究代表者はこの実験結果から，摩擦面において潤滑物質をその場で生成そして供給するという革命的な潤滑物質供給プロセスを発想した．さらにこの供給手法は，化学的安定性に劣る生分解性潤滑剤を機械しゅう動面で利用可能とする革新的技術であると気づきを得た．本年度の研究では，Diamond-like Carbon(DLC)膜への誘電体バリア放電の放電条件を制御することで，それが摩擦係数にどのような影響を与えるかを明らかにした．具体的には，摩擦部および誘電体バリア放電周囲の環境を湿潤空気，湿潤窒素，湿潤酸素及び乾燥大気条件として試験を実施した．その結果，湿潤空気でのみ低摩擦が実現されることが明らかとなった．従来の研究では，乾燥ガス条件では液状物質が生成されず低摩擦条件とならないことが明らかにされていたが，本実験によりガス種の違いが摩擦係数に大きな影響を与えることが分かり，誘電体バリア放電により生成される液状物質の種類が重要であることが示唆された．また，誘電体バリア放電のインターバル制御を実施することにより低摩擦を持続的に維持できることを当初の想定を超えて明らかにすることに成功した．