【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.07.28】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22OS0046
利用課題名 / Title
添加剤分子の溶解構造の差異に伴うトライボロジー特性の変化
利用した実施機関 / Support Institute
大阪大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）その他/Others
キーワード / Keywords
電子顕微鏡/Electron microscopy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
平山 朋子
所属名 / Affiliation
京都大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
谷海洋
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
潤滑油中に含まれる「添加剤」は界面活性剤の一種であり、極性基と非極性基を有している。極性基が金属表面に吸着層を形成し、金属表面を保護、金属同士の直接接触、酸化を防止することで、摩擦と摩耗を低減することができる。本研究では、添加剤の一種である2-ヘキシルデカン酸ナトリウム（2HDNa）に着目する。2HDNaの水溶液は、濃度を変えることで異なる「曇り」状態を示すことが分かっている。これは、2HDNa分子が特定の濃度でアグリゲーションを形成するためと推察されている。摩擦実験結果により、添加剤分子のアグリゲーションが摩擦摩耗特性に影響を及ぼしていることが分かってきた。DLS測定法を用いてアグリゲーションの平均サイズを測定したところ、約180nmであることが分かった。しかし、DLSではサイズしか測定できず、アグリゲーションの形態を観察することができない。本研究では、超高圧電子顕微鏡を利用して、2HDNaが特定の濃度で形成するアグリゲーションの形態を観察することを目的とする。そして摩擦摩耗挙動と対比させることで、添加剤分子の溶解構造と摩擦摩耗特性の関係性を明らかにすることを目的とする。
実験 / Experimental
濃度に応じたアグリゲーションの形態を調査するために、異なる濃度の2HDNa水溶液を用意して、超高圧電子顕微鏡（H-3000）にて観察を行った。その際、2HDNaの固定化にはnegative stain法を用いた。
結果と考察 / Results and Discussion
2HDNaの15mM溶液の電子顕微鏡像を図に示す。黒く縁取りされているものが2HDNaのアグリゲーションであると推察できる。これはDLSで得られた180nmという値とおおよそサイズが一致しており、DLS測定の結果を裏付けるものとなった。なお、比較的大きな凝集体であることから、これはベシクルであると推定できる。このベシクルが存在するときに摩擦係数が下がることから、ベシクルが表面に吸着層を形成し、摩擦係数を低減するメカニズムが示唆された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 2HDNa水溶液（15mM）の電子顕微鏡像
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件