【省エネ】圧電効果を利用して摩擦力の低減に成功―独立行政法人物質・材料研究機構

圧電効果を利用して摩擦力の低減に成功


概要

独立行政法人物質・材料研究機構（理事長：潮田資勝）材料信頼性センター
（センター長：緒形 俊夫）微小材料工学グループの後藤 真宏 主幹研究員は、
同グループの土佐 正弘 グループリーダーならびに笠原 章 主幹研究員と共に、
酸化亜鉛コーティング膜の結晶配向性をうまく制御すると、
大気・真空・油中のあらゆる環境下で低摩擦特性を有することを発見した。

また、油中において荷重が大きくなると摩擦係数が小さくなるという通常とは異なる
不思議な特徴を有することを明らかにした。

地球環境・エネルギー問題が深刻化するなか、自然エネルギーによる発電が重要視
されると同様に省エネルギー技術の開発も期待されている。

有力な省エネルギー対策の一つに材料の低摩擦化技術があげられる。
航空機・船舶・自動車などのあらゆる装置の中には駆動部が多く含まれており、
そこでは摩擦によるエネルギーロスが発生する。また、近年これらの駆動環境は、
高温多湿、真空、油中などの様々であり、それらの環境変化にも耐え、摩擦力を
低減できる低摩擦材料の開発が必要不可欠となっている。

今回、我々は、独自に開発してきたコンビナトリアルスパッタコーティング装置1)を駆使し、
酸化亜鉛の結晶配向性を正確に制御することに成功した。

それらのコーティング膜について、様々な環境下で摩擦試験を行ったところ、
結晶配向性をうまく制御すると、あらゆる環境下で低い摩擦係数を有する材料になることを突き止めた。
また、圧子から及ぼされる圧力により、酸化亜鉛の圧電効果2)が機能し、
反発力が発生し、油中において高荷重で摩擦係数が小さくなる現象が見られた。

今回の成果は、磁場や電場などの印加といった特別なエネルギー供給無しで、
重力による荷重により、摩擦力の低減を実現できる基本技術であることから、
今後、あらゆる装置の駆動部分に利用することにより、省エネルギー化が実現できることが期待される。

本研究成果は、文部科学省科学研究費補助金、基盤研究A「ピエゾ効果を利用した
摩擦力の低減と低摩擦コーティングの開発」により得られたものである。

用語解説
１）コンビナトリアルスパッタコーティング装置
全自動で効率よく成膜条件を変えながらコーティングを行い、その後、摩擦特性
や光学特性の測定を行う装置である。

２）圧電効果
物質に圧力を加えると、結晶の格子が歪み、分極が現れる現象である。

▽　ソース　独立行政法人物質・材料研究機構プレスリリース
http://www.nims.go.jp/news/press/2010/09/p201009210.html
▽　画像　ヘキサデカン中における結晶配向性が最適化されたZnOコーティング
摩擦係数の荷重および往復摺動回数依存性
http://www.nims.go.jp/news/press/2010/09/201009210/img3.jpg
▽　ＰＤＦ資料　より詳しい解説がご覧頂けます。
http://www.nims.go.jp/news/press/2010/09/201009210/p201009210.pdf

宇宙空間での摩擦低減の切り札になったりするかな？

圧電効果を出すのにエネルギーいる

よくわからないけどガンダム的な何か？

１５年ほど前の産業経済新聞であった
反対の電圧かけると摩擦が減るとか何とか

戦車のAPDS弾を弾くことができそうだと
興味深く読んでたがまだ研究続けてたんだね

舟で使うのか？
海の摩擦とか軽減？

猿人開発に朗報だな

>>7
セラミックエンジン見たいに夢のままかもね

夢の潜砂艦が…
需要ねーか

ようやくアムロの能力についていけるガンダムがｗ

新たなスイミングスーツ素材、誕生か。
シリンダー、スクリュー装置、発電機にも最適かな。

＞また、油中において荷重が大きくなると摩擦係数が小さくなるという通常とは異なる
＞不思議な特徴を有することを明らかにした。

これ色々応用できそうだな。

新型オナホール開発に役立つ？

摩擦のメカニズムを完全に解明したら、その瞬間にノーベル賞確定だぞ。

>>13
鼻にテイッシュ突っ込んで抜くと、
亀頭の形になるよ。

これ塗るだけでいいの？

＞結晶配向性を正確に制御

ってのがどれくらいの難易度なのかよくわからん

これはかなりの発見。
またも省エネ分野で先行か、日本頑張れ。

結局どのようにどのくらい配向したのか書いてなくね？つか何の上にどのくらい製膜したのかもわからんか。
格子ミスマッチ大な材料で配向性が高いものができるなら他のデバイスに転用した方がいい気がする。

http://books.rakuten.co.jp/rb/item/4430731/

>>14
そうなのか？単に表面が平面じゃないからだと思ってたんだが？

これ、流体に対してはどうなの？

ツルツルの未来がやって来るのか？

>>21
単なる表面処理の話じゃ無いみたいだから駄目じゃないのかな？
磁石の同極みたいな相手が居なけりゃ。
機械的（機構内部）な摩擦に対するのであれば、かなり柔軟性が有って
有効且つ、期待の超新星かと。

圧電効果有効活用コーティング技術 → クーロン力ｳﾏｰ → オイル涙目で失業

鳴き砂とかは、圧電効果の結果起きるということは耳にしたことがあるな
摩擦力にも関係があるのか