Creation of functional tribo-surfaces using cross-interactions between molecularly thin film and surface nano-structure

利用分子薄膜和表面纳米结构之间的交叉相互作用创建功能摩擦表面

基本信息

  • 批准号:
    16360079
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.58万
  • 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

We optimize the conditions for fabricating the chemical texture and clarified the mechanism of the formation of the chemical texture. Also, we constituted a new tester for measuring the friction force on lubricant molecule-layered surface. In addition, Using the molecular dynamics simulation, we quantified surface morphology and clarified the mechanism that the surface morphology changes depending on the layering of the polar lubricant molecules. We summarize the results as follows :1) Through the observation of weting/dewetting, measurements of surface energy and spreading profiles, the relationships between the number of layers, surface energy distribution and surface stability were clarified based on the unified understandings.2) We succeeded to form nano-size concavo-convex lubricant texture by applying ultra-violet rays on a lubricant film through a mask pattern. We firstly found that such texture was formed by molecules flow from non-UV irradiated zone to UV irradiated zone, which enable us to form arbitrary shape of texture. We confirmed that texturing is possible not only polar lubricants but also non-polar lubricants.3) Using a pin-on-disk type sliding tester, depletion and replenishment characteristics of chemical textured surfaces are compared between different PFPE lubricants with and without polar end groups. We confirmed that the texturing treatment is possible not only polar lubricants but also non-polar lubricants.4) Using a coarse-grained molecular dynamics simulation based on the bead-spring polymer model, we reproduced the film distribution of molecularly thin lubricant films with polar end groups on a disk surface. We found that the film surface morphology changed periodically with the aggregation formed by inducing the polar end groups to attain more stable polar interactions.
我们优化了化学织构的制备条件,阐明了化学织构的形成机理。此外,我们还构建了一种新的测试仪,用于测量润滑剂分子层表面上的摩擦力。此外,利用分子动力学模拟,我们量化了表面形态,并阐明了表面形态根据极性润滑剂分子的分层而变化的机制。我们将结果总结如下:1)通过润湿/反润湿的观察、表面能和铺展剖面的测量,在统一的理解的基础上阐明了层数、表面能分布和表面稳定性之间的关系。2)我们通过掩模图案对润滑膜照射紫外线,成功形成纳米尺寸的凹凸润滑纹理。我们首次发现这种纹理是由分子从非紫外线照射区流向紫外线照射区形成的,这使得我们能够形成任意形状的纹理。我们证实,不仅极性润滑剂而且非极性润滑剂都可以进行纹理化。3) 使用销盘式滑动测试仪,比较了具有和不具有极性端基的不同 PFPE 润滑剂之间的化学纹理表面的消耗和补充特性。我们证实,织构处理不仅可以用于极性润滑剂,还可以用于非极性润滑剂。4)使用基于珠弹簧聚合物模型的粗粒分子动力学模拟,我们再现了具有极性的分子薄润滑剂膜的薄膜分布。磁盘表面上的端基。我们发现薄膜表面形貌随着极性端基诱导形成的聚集而周期性变化,以获得更稳定的极性相互作用。

项目成果

期刊论文数量(31)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
磁気ディスクのDLC表面における分子潤滑膜の層数に依存したwetting/dewetting特性
润湿/反润湿特性取决于磁盘 DLC 表面上分子润滑膜层的数量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    大木潤一; 三矢保永; 張賀東; 福澤健二
  • 通讯作者:
    福澤健二
Molecular Dynamics Simulation for Analysis of Surface Morphology of Lubricant Films with Functional Endgroups
具有功能端基的润滑油膜表面形态分析的分子动力学模拟
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S.Ogata; Y.Mitsuya; H.Zhang; K.Fukuzawa
  • 通讯作者:
    K.Fukuzawa
磁気ディスクのDLC表面における分子潤滑膜の減耗と修復特性-分子量・極性基の有無の比較-
磁盘DLC表面分子润滑膜的损耗和修复特性-分子量和极性基团有无的比较-
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    大木潤一; 早川文洋; 張賀東; 福澤健二; 三矢保永
  • 通讯作者:
    三矢保永
磁気ディスク表面における摩擦力に及ぼすPFPE潤滑剤の極性末端基の影響
PFPE润滑剂极性端基对磁盘表面摩擦力的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    賀銀波; 藤川陽介; 張賀東; 三矢保永; 福澤健二
  • 通讯作者:
    福澤健二
Effect of Ultraviolet Irradiation on the Thickness Stability of Molecularly Thin Lubricant Films over Magnetic Disk Surfaces
紫外线照射对磁盘表面分子润滑油膜厚度稳定性的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    N.Fukuoka; K.Imamura; H.Zhang; Y.Mitsuya; K.Fukuzawa
  • 通讯作者:
    K.Fukuzawa
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