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グラファイト-フラーレンハイブリッド薄膜材料の超潤滑特性の理論研究

石墨-富勒烯杂化薄膜材料超润滑性能的理论研究

基本信息

批准号：
17760030
负责人：
佐々木成朗
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Seikei University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

我々のグループでは、これまでの研究でC_<60>分子を封入したグラファイト多層フィルムの合成に成功し、限り無くゼロに近い最大静止摩擦力と動摩擦力を示す事を発見したが、そのナノスケールのメカニズムと制御方法は明らかではない。本研究では超潤滑のメカニズムを明らかにするため、フレークに挟まれたシステムの摩擦特性の研究に着手した。先ず前年度、カーボンハイブリッド材料の機械特性を計算するプログラムの開発に着手し、有限サイズのグラフェンシートに単一のC_<60>分子が挟まれる系を考えた。それを踏まえて今年度はプログラムの拡張を行い、二次元方向に周期的境界条件を課して、無限大のグラフェンシートにC_<60>単層薄膜が挟まれる系を考えた。グラフェン/C_<60>単層膜/グラフェンの界面系で、C_<60>の六員環がグラフェンに配向するような配位でグラフェンの層間距離を徐々に縮めたところ、層間距離が1.3nmの近傍で系の全エネルギーが極小値を示し、安定構造を取る事が分子緩和計算により明らかとなった。これは昨年度の我々のグループの測定で得られた透過電子顕微鏡像が示す層間距離(トライボロジスト49,553(2005))と非常に良く一致した。(Current Nanoscience 3, pp. 105-115(2007))我々はまたグラフェンシートに挟まれた系の摩擦特性を動的に調べた。今回はOMCTS(オクタメチルシクロテトラシロキサン)溶液をグラフェンシートに挟み、グラフェンシートを一定速度で引きずった。引きずり速度を上げていくと水平力特性にカオス的特性が表れたので、これを一次元Tomlinson描像で説明した。(Applied Physics Letters 89, pp. 2231041-2231043(2006))これら一連の研究に対して「イノベーション・ジャパン2006 UBSスペシャルアワードナノテクノロジー・材料部門賞(2006年9月)」が授与された。また、本研究の昨年度の成果(トライボロジスト49,553(2006))に対してトライボロジー学会論文賞が授与される事が決定した。

In this paper, we study the successful synthesis of C_<60>molecules in the form of encapsulation and multilayer structure, and find out the maximum static friction and dynamic friction in the near future. This study is aimed at investigating the friction characteristics of super-lubrication systems. In the past few years, the calculation of mechanical properties of high-quality materials has been carried out in the development of high-quality materials, and the investigation of the system of high-quality C_molecules has been carried out in the field of high-quality materials<60>. For example, if a single layer film is formed in a single layer film, it may be formed in a single layer film<60>. The interface system of C_(6<60>-membered) ring/C<60>_ The measurement of the interlayer distance by electron micro-mirror in the previous year was very consistent (1995 - 1995). (Current Nanoscience 3, pp. 105-115(2007)). We have been trying to adjust the friction characteristics of the system. This time, OMCTS(Open Menu) solution is used to adjust the temperature and speed of the solution. The characteristics of the horizontal force are described in detail in the first element Tomlinson description. (Applied Physics Letters 89, pp. 2231041-2231043(2006)), a research paper entitled "U.S. Department of Materials Award (September 2006)." The results of this study (published in Journal 49, 553 (2006)) were determined for the purpose of paper award.