Study on friction reduction mechanism of solvation layers on molecular adsorption films

分子吸附膜溶剂化层减摩机理研究

基本信息

批准号：
20K14642
负责人：
渡部誠也
金额：
$ 2.41万
依托单位：
Osaka University (2021-2022)Tokyo University of Science (2020)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2022年度は、「研究実施計画」の①分子吸着膜上の溶媒和構造の解明と②メゾスコピック領域における摩擦試験の内、②を中心に取り組んだ。2022年度に実施した研究では、開発したメゾスケール摩擦試験機と顕微ラマン分光分析を組み合わせたその場観察試験機の改良を行った。具体的には、現行直径7ｍｍのプリズムプローブを直径200μmまでサイズダウンすることを試みた。微小プリズムプローブの作製は、サファイア平行平板に直径200μmの半球プリズムを取り付ける方式とした。接合には、フュージョンボンディングや耐熱性無機接着剤により直接接着させる方法を試みたが、良好な結果が得られなった。耐熱性無機接着剤を用いた方法では、平板とプリズムを十分な強度で接合することができたが、接着剤層が過度に厚くなってしまい、ラマン分光分析においての十分な入射光が透過せずプリズム先端に到達しないという問題が生じた。そのため、必要最低限の量の接着剤を用いて接合させるための専用治具の設計と製作に着手した。また、計測対象であるトライボフィルムは、温度条件によって成長速度や生成過程が異なる。そのため、当該装置の摩擦機構に温度制御ユニットを組み込み、温度をパラメータとした計測を可能とする改良にも着手した。2022年度から取り組んでいるプリズムプローブの微小化は、数～数十nm程度の”微細な凹凸形状”とラマンスペクトルを同時取得することを可能とし、メゾスコピック領域現象をナノスケールで解き明かす詳細な理解に繋がると期待できる。

在2022财年，我们在“研究实施计划”（1）阐明日本在分子吸附膜上的溶剂结构和（2）介绍区域的摩擦测试。在2022年进行的研究中，在ON -Site上改善了观察测试机，结合了发达的中尺度摩擦测试机和显微镜分析。具体而言，我们试图以直径为7 mm至200μm的直径减少当前的棱镜探针。小棱镜探针的产生是将直径为200μm的半棱镜连接到蓝宝石平行平板上的方法。在加入中，我们试图直接粘合融合键或耐热的无机粘合剂，但获得了良好的结果。在使用耐热的无机粘合剂的方法中，平板和棱镜能够以足够的强度结合，但是粘合剂层变得过于厚，并且在拉曼分析中有足够的入射光是透明的。它没有达到棱镜的尖端。因此，使用最小粘合剂加入的专用夹具的设计和生产开始了。此外，根据温度条件，这是测量目标的生长速度和生成过程。因此，将温度控制单元纳入了设备的摩擦机理中，并且可以在开始参数作为参数时测量温度的改进。自2022年以来我们一直在研究的棱镜探针的微型化，使他们能够同时获得约几至几个nm和拉曼光谱的“良好不均匀形状”，并与介于中学区域现象一起解决纳米级。