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J-GLOBAL ID：201502204503769438   整理番号：15A0872752

共振ずり測定により研究した高分子ヒドロゲルの摩擦

Friction of polymer hydrogels studied by resonance shear measurements

著者 (5件)： REN Huai-Yin (WPI-Advanced Inst. for Materials Res., Tohoku Univ., 2-1-1 Katahira, Aoba-ku, Sendai 980-8577, Japan. ...) ,  MIZUKAMI Masashi ,  TANABE Tadao ,  FURUKAWA Hidemitsu ,  KURIHARA Kazue
資料名： Soft Matter  (Soft Matter)
巻： 11  号： 31  ページ： 6192-6200  発行年： 2015年08月21日 
JST資料番号： W2327A  ISSN： 1744-683X  CODEN： SMOABF  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： エラストマ及びハード表面の間の摩擦には,典型的に二つの寄与がある。すなわち,界面及び変形成分である。粘弾性ヒドロゲル材料の摩擦は,界面相互作用の観点から平面ゲル及び平面基材表面の間で広く研究されている。しかしながら,実際の適用での接触の幾何形状はもっと複雑である。摩擦に対するゲルの幾何形状及び弾性変形項の寄与は無視できない。この研究では,平坦高分子ヒドロゲル,2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸及びN,N-ジメチルアクリルアミドの二重ネットワーク(DN)ゲルでのガラススフェアのせん断応答評価用に共振せん断測定(RSMs)を使用した。接触力学は,Johnson-Kendall-Roberts説に一致した。観察した共振曲線は,DNゲル及びシリカスフェアが接触した場合,比較的シャープなピークを示した。それらの強度及び振動数は規格荷重の増加と共に増加した。せん断システムの簡単な物理モデルを提出し,平坦DNゲル及びシリカスフェアの間の界面の弾性(k₂)及び粘性(b₂)パラメータを得た。弾性変形及び粘性散逸項からの摩擦力を得られたパラメータを使用して評価した。弾性パラメータ(k₂)は,524mNの規格荷重で1780Nm^-1まで増加することが明らかになった。一方粘性パラメータ(b₂)はシリカスフェア(18.4mmの半径)に対してゼロあるいは非常に低かった(<0.1Nsm^-1)。このように,空気中での平坦DNゲル及びシリカスフェアの間の摩擦力は,シリカスフェアによる接触による局所変形の故に弾性項に支配された。水添加により,弾性パラメータ(k₂)は同じであったが,粘性パラメータ(b₂)は少し増加した。しかしながら,粘性項f_viscousはf_elasticよりずっと小さかった。知る限りでは,この研究は,非平坦接触領域の変形が起こった場合,摩擦に対する弾性変形項の寄与の,最初の定量的評価である。得られた結果は,人工軟骨及び滑り軸受のような用途用ゲル設計に対する基本的知識である。Copyright 2015 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

シソーラス用語： *摩擦 ,  幾何学 ,  *ミクロスフェア ,  力学 ,  散逸 ,  軟骨 ,  共振 ,  剪断 ,  ヒドロゲル ,  ポリアクリルアミド ,  粘弾性 ,  相互作用 ,  摩擦力 ,  弾性変形 ,  形態 ,  *ゲル ,  ガラス ,  モデル ,  粘性 ,  弾性 ,  パラメータ ,  滑り軸受 ,  人工移植物 ,  *二酸化ケイ素
準シソーラス用語： ダブルネットワークゲル ,  ポリジメチルアクリルアミド ,  *ポリマゲル ,  界面相互作用 ,  幾何形状 ,  人工軟骨 ,  接触力学 ,  物理モデル

分類 (3件)： 固体の機械的性質一般  (BL01021C) ,  潤滑一般  (QB02010S) ,  高分子固体のその他の性質  (CG02025L)

物質索引 (1件)： 2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸

タイトルに関連する用語 (5件)： 共振 ,  ずり ,  研究 ,  高分子ヒドロゲル ,  摩擦