摩擦を使った機能性界面の形成

～炭素系非晶質材料によく滑る表面ができるメカニズムの一端を解明～

2026（令和8）年5月25日
大阪公立大学
科学技術振興機構（JST）

発表のポイント

量子化学／分子動力学シミュレーションを活用したハイスループット計算により、アモルファスカーボン（a-C）の超潤滑が、せん断下でグラフェン様界面の形成により発現することを解明した。
これまで考慮されていなかった不純物を起点として芳香環が生成され、せん断によるグラフェン様界面の核形成・成長が進むことで、摩擦係数が急激に低下することを見いだした。
不純物元素を系統的に調べることにより、グラフェン様界面の形成を抑制する元素と促進する元素が存在することを明らかにした。

アモルファスカーボンは、低摩擦・低摩耗を示す優れた材料として実用化が進められています。大阪公立大学 大学院工学研究科 桑原 卓哉 講師らの研究グループは、アモルファスカーボンでは、せん断によってグラフェンの層が形成され、超潤滑が生じることを明らかにしました。また、材料に含まれる不純物を起点として炭素の輪（芳香環）が作られ、せん断によるグラフェン様界面の核形成・成長が進むことで、摩擦係数が急激に低下することを見いだしました。
本研究成果は、2026年5月25日（現地時間）に国際学術誌「Advanced Science」にオンライン掲載されました。
本研究は、JST 戦略的創造研究推進事業 さきがけ（JPMJPR22A6）、同 CREST（JPMJCR2191）、JSPS 科研費（JP25K01146）の支援を受けて実施しました。

＜プレスリリース資料＞

本文　PDF（674KB）

＜論文タイトル＞

“Shear-Induced Emergence of Aromatic Superlow-Friction Interfaces in Amorphous Carbon: Triggering Chemical Impurities and Atomic-Scale Mechanisms”

DOI：10.1002/advs.75566

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