京都大学大学院 工学研究科

当研究室では島津製作所製の原子間力顕微鏡SPM-9700HTを活用しています。機械摺動面で生じている現象を正確に把握するためには，ナノレベルで表面を擦り，その表面状態を子細に観察する必要があります。SPM-9700HTは「表面を擦る」「摩擦係数を測る」「摺動痕を観察する」といった一連の流れを潤滑油中で行うことができるため，巨視的な摩擦試験では得難い摺動面の精密な分析・評価が可能です。一例として，下図はMoDTCと呼ばれる添加剤を混入した潤滑油中で銅表面を擦ったときの表面プロファイルですが，擦った箇所でのみMoDTC由来の硬質膜（トライボフィルム）が上方にせり出す形で成長している様子が見て取れます。

A: MoDTCを含む潤滑油中で銅表面を1時間摺動した領域（2×2µm），B: 摩擦試験を行った領域（5×5µm），C: 未摺動領域（20×20µm）。A領域で硬質膜のせり上がりが見られる。C領域にあるフレーク状の物質は摩擦試験によってA領域での生成物が飛び散ったものと推察される。
（出典：潤滑経済, 632 (2017) 9.）

上述のように，SPM-9700HTは潤滑摺動面の微視的観察・評価に極めて適しており，当研究室ナンバーワンの稼働率を誇る装置として大変重宝しています。潤滑油中であっても安定した分析結果をもたらしてくれるのみならず，操作性や堅牢性の面でも安心して使用することができます。最近は加熱用ヒータを取り付けることによる昇温状態での分析にも取り組んでおり，現在さらに興味深い結果が得られつつあります。機械工学全般において，微視的評価と巨視的性能を力学的に繋げようとする試みは近年一層盛んになっており，SPM-9700HTの活躍の場も今後さらに増えて行くのではないかと期待いたします。