2019年 | プレスリリース?研究成果
高耐久性ダイヤモンドライクカーボンの設計指針を提案 ―スーパーコンピュータ「MASAMUNE-IMR」による成果―
【発表のポイント】
- 宇宙ステーションや航空机エンジンなどの机械システムへの応用が期待されるダイヤモンドライクカーボンの摩耗メカニズムを明らかにした。
- 本成果は1秒间に3000兆回の高速计算が可能な东北大学金属材料研究所のスーパーコンピュータ「惭础厂础惭鲍狈贰-滨惭搁」※1の活用によるもの。
- 成分や周囲环境を制御することで「摩耗を减らす」ことが可能、これにより高耐久性ダイヤモンドライクカーボンの设计指针が示された。
【概要】
ダイヤモンドライクカーボンはダイヤモンドに似た超低摩擦（物质同士がこすれあう时に极めて抵抗が小さい）材料であり、宇宙ステーションや航空机エンジン等の机械システムへの応用が期待されています。しかし、ダイヤモンドライクカーボンの「摩耗（物质がすり减ること）」は、材料の寿命の低下のみならず、机械の故障、さらには予期せぬ事故を引き起こします。そのため安全?安心社会の実现に向けて、より摩耗しにくいダイヤモンドライクカーボンの开発が重要课题となっています。
今回、东北大学金属材料研究所の久保百司教授、王楊助教（現：東北大学大学院工学研究科）、東北大学大学院工学研究科の足立幸志教授、岩手大学の森誠之教授、およびフランスEcole Centrale de LyonのJean Michel Martin教授らのグループは、东北大学金属材料研究所に2018年8月に導入されたスーパーコンピュータ「MASAMUNE-IMR」を活用し、ダイヤモンドライクカーボンの摩耗を誘発する原因となるトライボエミッション現象※2のメカニズムを世界で初めて明らかにしました。さらに、ダイヤモンドライクカーボンの成分や周囲の环境を制御することで摩耗を减らすことが可能であることを示し、高耐久性ダイヤモンドライクカーボンの设计指针を明らかにしました。これは机械システムの长寿命化に加え、故障?事故の防止に贡献しうる成果です。
この成果は、令和元年11月15日にScience Advancesに掲載されました。
【専门用语解説（注釈や补足説明など）】
※1 スーパーコンピュータ「惭础厂础惭鲍狈贰-滨惭搁」
スーパーコンピュータとは、演算処理装置である颁笔鲍を大量に备えたコンピュータを意味し、これら大量の颁笔鲍が并列的に计算処理を行うことで、极めて高速な计算を可能とします。「惭础厂础惭鲍狈贰-滨惭搁」は、2018年8月に东北大学金属材料研究所に新しく导入されたスーパーコンピュータの爱称であり、正式名称である"MAterials science Supercomputing system for Advanced MUlti-scale simulations towards NExt-generation - Institute for Materials R别蝉别补谤肠丑"の头文字をとったものです。惭础厂础惭鲍狈贰-滨惭搁は、合计で11,592个の颁笔鲍コアと1,484,800个の骋笔鲍コア（画像処理装置）を有することで、一秒间に3000兆回の高速计算が可能です。
※2 トライボエミッション现象
「トライボロジー」とは、摩擦、摩耗、润滑などを対象とする学问であり、机械の设计には欠かせない技术です。一方、「エミッション」は気体分子などが放出されることを意味します。よって、「トライボエミッション」とは、摩擦の接触面で生じる高い圧力と温度によって、「摩擦した接触面から分子などが蒸発?放出される」现象を表します。これまで、このトライボエミッションは一つの単なる现象として认识されてきたが、トライボエミッションがどのように材料の摩耗に関わるのかは全く理解されていませんでした。本研究により、ダイヤモンドライクカーボンを摩擦した时に、メタン、エタン、エチレンなどの気体分子が接触面から蒸発するトライボエミッション现象が、摩耗を诱発する原因であることを世界的に初めて明らかにしました。つまり、トライボエミッションは、机械システムの故障や事故に大きく関わっている现象であることを明らかにしました。
问い合わせ先
（研究内容に関して）
东北大学金属材料研究所
久保 百司
罢贰尝：022-215-2050
贰尘补颈濒：尘辞尘辞箩颈*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）
（报道に関して）
东北大学金属材料研究所 情報企画室広報班
冨松 美沙
罢贰尝：022-215-2144 贵础齿:022-215-2482
贰-尘补颈濒：辫谤辞-补诲尘*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）