自己組織化境界膜のナノ構造と力学的特性

自组装边界膜的纳米结构和力学性能

基本信息

批准号：
16760108
负责人：
中野健
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (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

本研究では,境界潤滑作用を発現する代表的な境界膜として,脂肪酸境界膜を対象とし,その物理的性質と潤滑特性について,巨視的観点および微視的観点から,総合的に検討した.巨視的観点からは,古典的な往復動すべり摩擦試験機により,脂肪酸境界膜の潤滑特性について検討した.既往の研究との比較を交えながら,潤滑特性に及ぼす基油および脂肪酸の分子鎖長の影響をまとめた上で,古典的手法の限界について考察した.一方,微視的観点からは,巨視的手法と相補的なアプローチとして,力学的計測に基づく手法および電気的計測に基づく手法の2種類の方法で検討した.まず,微視的観点からの第1の検討としては,力学的計測に基づくナノレオメータにより,脂肪酸境界膜の機械的性質を検討した.脂肪酸境界膜には,流体的挙動を示すmobile layerと,固体的挙動を示すimmobile layerが存在することを見出し,溶質-溶媒相互作用としてのchain matching効果は,主としてimmobile layerに発現することなどを見出した.次に,微視的観点からの第2の検討としては,電気的計測に基づくナノレオメータによって得られた,脂肪酸境界膜の構造について検討した.鋼-油-水銀系を対象とすることで,真実接触面積が見掛けの接触面積と等しくなる系を理想的に作り出し,境界膜の膜厚と被覆率の同時計測を達成した.形成される境界膜の多くに基油分子が含まれており,その境界膜は粘弾性的挙動を発現することなどを見出した.そして,以上の異なる3種類のアプローチにより得られる脂肪酸境界膜の描像を総合的に考察し,脂肪酸境界膜が示す境界潤滑作用のメカニズムについてまとめ,既往の古典的な境界潤滑モデルにおける問題点を考察した.

本研究重点关注脂肪酸边界膜这种具有边界润滑作用的典型边界膜，从宏观和微观两个角度全面研究其物理性质和润滑性能。我们研究了基础油和脂肪酸的分子链长度对润滑性能的影响，同时与以前的研究进行了比较。另一方面，从微观角度来看，有两种与宏观方法互补的方法：基于机械测量的方法和基于电学测量的方法首先，从微观角度研究了机械性能。使用基于机械测量的纳米流变仪显示移动脂肪酸边界膜。作为溶质-溶剂相互作用的链匹配效应主要是由于固定层和固定层表现出类固体行为。作为从微观角度进行的第二项研究，我们研究了使用基于电测量的纳米流变仪获得的脂肪酸边界膜的结构 -通过瞄准汞系统，我们理想地创建了一个实际接触面积等于实际接触面积的系统。表观接触面积，实现了边界膜厚度和覆盖率的同时测量。我们发现形成的大多数边界膜都含有基础油分子，并且这些边界膜表现出粘弹性行为，我们综合考虑了膜图，总结了脂肪酸边界膜表现出的边界润滑效应的机理，并讨论了问题。在现有的经典边界润滑模型中。