Superlubric nanomachine by use of molecular bearings

使用分子轴承的超润滑纳米机器

基本信息

  • 批准号:
    16340089
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 6.53万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2004
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2004 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

It is one of the ultimate goals of tribology researchers to realize an ideal friction-free machinery system with zero energy consumption. Since the proposal of the concept of an ideal frictionless sliding, fundamental studies on ultralow friction mechanism have been carried out to date based on mainly two different mechanisms, incommensurate contact and weak interfacial interaction. However there have been few studies aim of which is for practical use in lubrication engineering. Recently we have shown that a C_<60> monolayer system confined by graphite walls exhibits ultralow dynamic friction. In this project, three main subjects have been planned : (1)Research of superlubric system due to nanogear and molecular bearings. (2)Theoretical research of superlubric system. (3)Discovery of novel superlubric system. In particular, in this study, we can appeal that a C_<60> intercalated graphite film with the area of 2.3x2.3mm^2 prepared by chemical and thermal treatments exhibits ultralow friction with quite an excellent friction coefficient μ<0.001 which is smaller than μ=0.002 for MoS_2 and μ=0.001 for graphite. It can be expected that the ultralow friction is induced by internal sliding of alternating close-packed C_<60> monolayers and graphite layers. Our results demonstrate ultralow frictional properties can be controlled by the intercalated materials. C_<70> intercalated graphite exhibits not so good an ultralow frictional feature as C_<60> intercalated graphite. The present study provides a novel lubrication system and an indication of what solid lubrication systems will be like in the future.
实现理想的零能耗无摩擦机械系统是摩擦学研究人员的终极目标之一。自理想无摩擦滑动的概念提出以来,超低摩擦机理的基础研究主要基于无公度接触和弱界面相互作用两种不同的机理。然而,将其应用于润滑工程的研究还很少。最近,我们发现了由石墨壁限制的C_&lt;60&gt;单层体系表现出超低的动摩擦力。在本项目中,计划了三个主要课题:(1)纳米齿轮和分子轴承超润滑油系统的研究。(2)超润滑油系统的理论研究。(3)新的超润滑油系统的发现。特别是,在本研究中,我们可以呼吁,用化学和热处理方法制备的面积为2.3×2.3 mm^2的C&lt;60&gt;插层石墨膜具有极低的摩擦系数,摩擦系数μ&lt;0.001小于MoS_2的μ=0.002和石墨的μ=0.001。可以预料,这种超低摩擦是由紧密堆积的C_(60)单层和石墨层交替的内部滑动引起的。我们的结果表明,插层材料可以控制超低摩擦性能。C&lt;70&gt;插层石墨表现出不如C_&lt;60&gt;插层石墨好的超低摩擦性能。本研究提供了一种新的润滑系统,并预示了固体润滑系统的未来发展趋势。

项目成果

期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Theoretical simulation of atomic-scale peeling of single-walled carbon nanotube from graphene surface
单壁碳纳米管从石墨烯表面原子尺度剥离的理论模拟
ナノ構造体の滑り・回転・転がり運動の拓く摩擦と超潤滑
纳米结构的滑动、旋转和滚动运动产生的摩擦和超级润滑
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    三浦浩治;佐々木成朗;Kouji Miura;三浦 浩治;三浦 浩治
  • 通讯作者:
    三浦 浩治
Sliding, Rotation and Rolling of Nanoparticles (In Japanese)
纳米颗粒的滑动、旋转和滚动(日语)
Frictional mechanism of graphite from a single atomic-tip to a large-area flake tip
石墨从单原子尖端到大面积片状尖端的摩擦机制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K.Miura;N.Sasaki;S.Kamiya
  • 通讯作者:
    S.Kamiya
原子レベルでのトライボロジー
原子水平的摩擦学
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    N.Sasaki;A.Toyoda;H.Saitoh;N.Itamura;M.Ohyama;K.Miura;Kouji Miura;三浦 浩治;三浦 浩治
  • 通讯作者:
    三浦 浩治
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    2004
  • 资助金额:
    $ 6.53万
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  • 批准号:
    131507-1992
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 6.53万
  • 项目类别:
    International: Foreign Researcher (H)
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