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資材・機械・技術

酸化グラフェンを用いた水潤滑剤

技術の構成要素

酸化グラフェンは、図1に示す模式図のように、ベンゼン環が二次元に結合されたシート状となっており、厚さは1nmと非常に薄いが、そのシートサイズは50μmに及ぶ構造を有している。

従来、酸化グラフェンは、黒鉛等から製造されているが、製造に際して低コスト化が困難であったため、比較的高価な材料として知られていた。これに対して、本学の特許技術によって、安価な酸化グラフェンの提供が可能となり、具体的には、1wt.%の酸化グラフェン水溶液で100円/リットル以下を実現可能となっている。

この酸化グラフェン水溶液では、酸化グラフェンが十分に分散しており、図2に示すように、高い摩擦・摩耗低減効果があることを見出した。図2の実験では、SUS304製の基板の上面で超鋼球を摺動させるとともに、精製水、水溶性潤滑剤、合成潤滑油、酸化グラフェン水溶液をそれぞれ潤滑剤として供給し、摩擦係数の変化を確認した。酸化グラフェン水溶液が既存の潤滑剤よりも優れていることが確認できた。

適用分野

潤滑剤

関連特許

出願中

技術の優位性(従来・競合技術との比較)

[従来の問題点]

  • ・既存の潤滑剤としては油性の潤滑剤が用いられることが多いが、油性の潤滑油を用いた場合には、廃液コストの問題、あるいはワークの脱油処理が必要となる問題点が知られている。また、水溶性の潤滑剤も知られているが、高コストであることが知られており、さらに廃液コストが嵩むことも問題である。

[解決したポイント]

  • ・酸化グラフェンの分散水で構成される潤滑剤であるため、廃液コストが低く、かつ後処理が容易であるうえに、既存の潤滑剤よりも高い潤滑効果が得られる。

開発の進展状況

潤滑剤としての最適化を行う必要がある

参考図面

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