私たちは、技術サポートについては、図1、C. PadbergとK·スミットのイメージデザインのためのM. HempeniusとE. Benettiの実りの議論のために、レシピを慎重にチェックのためのY.ゆう、M. Vlotに感謝。 EKは、金融支援のための科学研究費オランダ機構（NWO、TOPグラント700.56.322、刺激応答性ポリマーと高分子ナノテクノロジー）を認めている。 SDBは財政科学研究費オランダ機構（NWO）でサポートされている物質に関する基礎的研究のための財団（FOM）によってサポートされています。

注： 図2は、サンプル調製手順を示す。ポリマーブラシは、金被覆基材から（100nmの金を10nmのCr接着層を有するSiウェハ上で蒸発させ、経路（b）参照）、シリコン（Si）基板（パス（a）参照）からグラフト化、および金コロイドAFMプローブかられた（6μmの直径、パス（c）参照）表面によっては、原子移動ラジカル重合（SI-ATRP）24を開始した。 AFM測定は、垂直スキャナと液晶セルと係合する、低ノイズヘッドをマルチモードAFMで行った。 1.サンプルの調製<ol><li>基板準備<ol><li>シリコン表面上の開始剤の堆積。 <ol><li>クロロホルム、その後ピラニア溶液とシリコン基板を清掃し、その後に精製水、エタノール、クロロホルムですすいでください。 </li><li> 50μlの（3-アミノプロピル）トリエトキシシランを含むバイアルの周りにデシケーターに乾燥した基板を配置します。 </li><li>デシケーターのウィットから立ち退く15分間のHAロータリーポンプ、その後、それを閉じます。蒸着は、O / Nを進行させる。 </li><li>三角フラスコ中で40ミリリットルのトルエン（脱気）と40μlのトリエチルアミンの溶液を調製する。 </li><li>フラスコ内に基板を配置し、ドロップワイズ40μlの2-ブロモ-2-メチルプロを追加。溶液中に形成された塩の結晶の析出を回避するために、溶液中で基板を保持する。 </li><li> 4時間攪拌し溶解した。 </li><li>トルエンとエタノールで基板を洗浄します。次に、重合バイアルに基板を配置します。 </li></ol></li><li>金表面上の開始剤の堆積<ol><li>単層溶液を調製：20mLの2-ブロモ-2-メチルプロピオン酸11- [11-（2-ブロモ-2-メチルプロピオニル）-undecyldisulfanyl] - ウンデシルエステルを溶解し、クロロホルム（0.2ミリモル）を脱気した。 </li><li>転送約予めアルゴンでフラッシュした小バイアルに1.5ミリリットル単層ソリューション。 </li><li>クロロホルムで金コーティングされた基材をきれいにピラニア溶液。その後精製水、エタノール、クロロホルムですすいでください。 </li><li>単層溶液中に洗浄された基板を浸し、フラスコを閉じます。暗い場所に保管してO / N。 </li><li>溶剤にそれらを浸漬することにより、エタノール、クロロホルムで金コロイドプローブを清掃してください。 </li><li>単層溶液を含有するバイアル中に、コロイド状プローブを浸す。しっかりと閉め、冷暗所O / Nに保管してください。 </li><li>溶液から基板を外し、クロロホルムとエタノールで洗浄する。次に、重合フラスコに、開始剤コーティングされた基板を搬送。 </li><li>単層溶液からコロイドプローブを外し、クロロホルムとエタノールで洗浄する。次に、重合バイアルに個別に各プローブを転送する。 </li></ol></li></ol></li><li>重合<ol><li> PMMAのSI-ATRP <ol><li>イニシエータに覆われた基板（Siと金の両方）とArgとのコロイドプローブを含む、フラスコやバイアルをパージ30分間で。 </li><li> ATRP培地中の10gのメチルメタクリレート（MMA）を溶解（比率で10mlのメタノール/水混合物は、5：1）で2時間溶液を脱気。 </li><li>磁気攪拌棒を備えたフラスコに145mgののCuBrおよび320mgの2,2-ビピリジンを追加し、3真空アルゴン埋め戻しサイクルによってdeoxygenize。 </li><li> （銅を含有する）をフラスコに脱気したモノマー溶液を移し、透明な茶色の溶液が観察されるまでさらに15分間撹拌した。 </li><li> 2ミリリットルの注射器に針を取り付け、アルゴン2-3時間での注射針と注射器をフラッシュする。 </li><li>コロイドプローブを含む、シリンジを用いて1mlの重合溶液を撤回し、小さな反応バイアルにコンテンツを注入する。 </li><li>フラット基板を含む、注射器との残留溶液を撤回し、反応バイアルにコンテンツを注入する。完全に各サンプルを水没するのに十分な溶液を加える。 </li><li> RTで40時間重合を行っ。 </li><li>リ重合溶液からサンプルを移動し、複数のサイクルで、エタノール、クロロホルムで洗浄する。サンプルの着色がブラシの存在を示す。 </li><li>最後に、窒素気流下で基板を乾燥させる。 </li><li>窒素ボックス内でフラットな基板を保管してください。店舗ポリマーブラシをトルエンにプローブを修正。 </li></ol></li><li> PNIPAM 10のSI-ATRP <ol><li>開始剤で覆われた基板（シリコンと金の両方）と30分間アルゴンでコロイドプローブを含む、フラスコ、バイアルをパージする。 </li><li> 5.6グラムのN個の -isopropylacrylamideとATRP培地中の320μlのPMDETA（1.6ミリリットルの水と18ミリリットルのメタノール）を溶解し、2時間のためのソリューションを脱気。 </li><li>磁気攪拌棒を備えたフラスコに76 mgのCuBrをを追加し、3真空アルゴン埋め戻しサイクルによってdeoxygenize。 </li><li>銅を含むフラスコに脱気したモノマー溶液を転送します。透明な緑色の溶液が観察されるまでさらに15分間撹拌する。 </LI&gt; <li> 2ミリリットルの注射器に針を取り付け、アルゴン2-3時間での注射針と注射器をフラッシュする。 </li><li>コロイドプローブを含む、シリンジを用いて1mlの重合溶液を撤回し、小さな反応バイアルにコンテンツを注入する。すべてのプローブについて繰り返します。 </li><li>平坦な基板を含む、注射器残留溶液を撤回し、反応フラスコにコンテンツを注入する。完全に各サンプルを水没するのに十分な溶液を加える。 </li><li> RTで2時間重合を行う。 </li><li>重合溶液からサンプルを取り出し、複数のサイクルを経て、エタノールと水で洗浄する。サンプルの出現色は、ブラシの存在を示す。 </li><li> 0.1 M EDTA溶液に試料を浸し、すべての銅を除去するために溶液のO / Nに保管してください。精製水とエタノールで洗浄した。 </li><li>窒素ボックス内のフラット基板を保管してください。精製水にPNIPAMブラシ修正されたプローブを保管してください。 </li></ol></li></ol></li><li>ブラシ特徴付けは、フーリエ変換赤外（ 図3） 注：使用金基板とSi基板上のポリマーブラシのための伝送FTIRモード上のポリマーブラシのための斜角FTIRモード。慎重にすべてのサンプルを乾燥させます。でも水と溶媒汚染が検出器の重大な損傷を引き起こす可能性があります。 <ol><li>メーカーが提供するマニュアルに従って機器を起動します。 </li><li>サンプル測定のための以下のパラメータを設定します。900と3700センチメートル間の範囲-1各測定さ4cm -1と平均32スキャンの解像度で。 </li><li>試料調製のために使用されるプロトコルに従って、ブランク基板を洗浄注意深く乾燥し、測定チャンバにそれを置く。 </li><li> 4時間真空を適用します。次に、バックグラウンドスキャンを記録。 </li><li>ブランク試料を取り出し、試料室内の乾燥したポリマーブラシコーティングされたサンプルを置く。 </li><li> SAMPLで真空を適用しますE室と5時間サンプル·スキャンごとに30分を記録します。 </li><li>ポリマーブラシの化学組成を確認するために、スペクトルの全てのピークを特定します。 （唯一のストレートベースラインスキャンを分析します。） </li></ol></li></ol> 2. AFM測定<ol><li>ポリマーの過剰を削除し、それを乾燥させるために良好な溶媒で洗い流し、針で丁寧にPMMAブラシ覆われた基板を傷つける。 </li><li> AFM機器にサンプルをマウントし、液体セルにプローブをマウントします。 </li><li>カンチレバーの先端にレーザーの位置を合わせます。 </li><li>カメラを使用することで、スクラッチ上記の先端の位置を合わせます。 </li><li>近づいて、チップを係する前に、スキャンサイズ0程度に設定してください。次に、表面に先端に係合する。 </li><li> 「ランプモード」に移動し、力距離曲線を経由して偏向感度を決定する。ソフトウェアとねじりバネ定数Oで実装されている「熱チューン」を使用して、通常のバネ定数を校正Wagner らの方法を用いてカンチレバーfの25 <ol><li>ソフトウェア（6.25 MHz）の中での高速データ·キャプチャを使用して2秒間空気中のカンチレバーのねじれ熱雑音をキャプチャします。 </li><li>フーリエ変換を用いたパワースペクトル密度（V 2 / Hz）の中に熱雑音を変換する。 </li><li>基本共振とパワースペクトル密度およびベースラインノイズを含む単純な調和振動の方程式における共振ピークを用いて空気中のカンチレバーの品質係数を決定する（当文献2の図25）。 </li><li> Sader 26に記載の方法を用いて、ステップ2.6.3で決定カンチレバーの面内の寸法（長さおよび幅）、密度及び周囲媒質（空気）の粘性と品質係数と共振周波数を用いたねじりバネ定数を計算する。 注：www.ampc.ms.unimelb.edu.au/afm/calibration.html：私たちはヨハネSaderのウェブサイト上で提供するツールを使用していました。 </li><li>カルシウムEQを使用したカンチレバーのねじれ角の偏向感度をlculate。 6と、文献の7。 25。 </li><li>ねじりバネ定数と偏向感度は、コロイドの大きさ、カンチレバーと等量の厚さを使用して、横方向のバネ定数と偏向感度に変換。文献の8。 25。 注：信号は今経由で力に変換することができる検出器：力[N]横ばね定数[N / m]を= *横偏向感度[M / V] *検出器信号[V]。 </li></ol></li><li>可能な限り低い偏向セットポイントでのスクラッチでブラシを撮像することによってドライブラシのブラシの高さを測定します。撮影した画像のラインスキャンからブラシの高さを決定します。 </li><li>優しく注射器で表面にそれを適用することにより、アセトフェノンでブラシを溶媒和。 注：溶媒が蒸発するようにサンプルの色が変化する。これは、乾燥工程の後に可能にする。 </li><li> AFMにサンプルをマウントします。に垂直レーザー信号の位置を合わせ-1.0 V.は0 Vに偏向セットポイントを設定し、カンチレバーと表面と係合。 注：表面に接触してカンチレバーをもたらした後、アセトフェノンは、先端と表面との間の毛細管ブリッジを作成コロイドにブラシに移動。 </li><li> 、40μmのスキャンサイズを設定1に低速走査軸と設定された画像の縦横比を無効にします4。高さと摩擦画像チャネル（トレースとリトレース両方）を記録。 </li><li>画像が取り込まれている場合カンチレバーを撤回。 </li><li> PNIPAMブラシを溶媒和するために、PNIPAMブラシで覆われた表面上の水滴を適用します。 </li><li>頭を持ち上げ、すばやく混和しないシステムを作成するために溶媒和PNIPAM面でのPMMA表面を交換してください。コロイドプローブ上のPMMAブラシからアセトフェノンの蒸発を回避するために、表面を交換する際に迅速で​​ある。 </li><li>以前と同じパラメータを使用してチップ表面、及び記録画像を係合する。 </li></ol>

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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+forces+in+flowing+soft+matter.">Transient forces in flowing soft matter.</a> Soft Matter. 5, 4401-4411 (2009).</li><li>Chen, M., Briscoe, W. H., Armes, S. P., Klein, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lubrication+at+Physiological+Pressures+by+Polyzwitterionic+Brushes.">Lubrication at Physiological Pressures by Polyzwitterionic Brushes.</a> Science. 323, 1698-1701 (2009).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

示された結果は、摩擦が、個々に溶媒和ブラシの非混和性のシステムのために、強く同じ溶媒和のブラシのうちの2つの伝統的な混和性システムに比べて減少することを示している。 2つのブラシの異なる溶媒の好ましい吸光度は、指状のブラシを防止し、ポリマーブラシの摩擦摩耗および散逸の結果として、主な供給源は排除される。提示された方法は、したがって、摩擦、ブラシ的相互作用27によって決定される疎水性のブラシで乾燥親水スライディングとは根本的に異なる。実際には、溶媒を用いずにPNIPAM（崩壊高さ166 nm）の上にPMMAをせん断すると、私たちは摩擦がPMMA上で乾燥したPMMA（崩壊した高さ236メートル）に比べて50％高いことがわかった。 すでに &#39;プロトコル」セクションの注記にすぐに指摘したように、実行している間に留意する必要がある重要な点がいくつかありますこれらの特定の実験：第一に、アセトフェノンが水よりPNIPAMのためのより良い溶媒である。このように、注意がアセトフェノンは、多量の水でPNIPAMブラシを濡らすことでPNIPAMブラシに入らないように注意してください。アセトフェノンと水が混合しないので、アセトフェノンは現在、PNIPAMブラシを入力することはありません。それは我々がアセトフェノンで完全に我々のシステムを浸すのではなく、混和システムのアセトフェノンキャピラリーを作成しなかった理由である。不完全浸漬するもう1つの理由は、我々は唯一のコロイドとカンチレバー上のストークス抵抗を測定したように強すぎる流体力学における完全な浸漬の結果、ということです。第二に、AFM実験においてねじれ、通常のばね定数は、結合されている。低い通常のばね定数を有するカンチレバーはまた、比較的低いねじりバネ定数、およびその逆を有することになる。これは最低の測定可能な摩擦係数&gt; 10 -3に制限されます。したがって、完全な摩擦低減、誤摩擦を測定するためにcibleシステムを高くする必要がある。これは、長い高密度ブラシ、典型的には100メートル/秒の比較的高い剪断速度を使用することによって達成される。また、ブラシ間の毛管も、摩擦力が増加します。私たちは、200キロパスカルの推定通常のストレス下でμ= 0.003、混和しないシステム22のために、最も低い摩擦係数を測定した。同じ実験条件を使用して、我々は、μことを見出し= 0.15混和性システムのため。 実験は、制御された実験室環境で実施されたことを、業界で使用される表面が提示した実験で使用されるような理想的ではないことに注意してください。ほとんどの表面は、不均一な粗さ分布28と異なる形状およびサイズの、したがって多くの凹凸を有している。 2ブラシの軸受凹凸の衝突時には、摩擦が異なる散逸チャンネル29から構成されている。次のようなinterdigitaとして定常損失メカニズムにると溶媒の流れは、原因ポリマーおよび溶媒の遅い緩和時間に形状30でヒステリシス効果があるでしょう。また、毛細血管が形成され、破壊される。伝統的に使用される混和ブラ ​​シシステムでは、過渡嵌合31 shape-毛細管ヒステリシスを増幅する。ここで紹介する混和しないシステムでは、一過性の相互嵌合があまりにも解消される。また、毛細管ヒステリシスは、2つの非混和性溶媒を適用することによって回避することができる。そのため、また、より一般的な粗面のため、摩擦や摩耗が混和しないブラシシステム22を用いて還元されます。残る摩擦の主な情報源は、ブラシの変形である。一方の面上に、その固有の低摩擦32のために知られているポリ双性イオンポリマーは、アンカーは、後者を最小限に抑えることができる。このようなシステムでは、溶媒の浸透圧が高く、通常の負荷の下で小さなブラシ変形が高い結果として生じるある。 ザ·非混和ブラシシステムの提示される方法は、低摩擦が望ましいほとんど任意のシステムに適用することができる。よく高圧下メソッド関数。しかし、ケアは、温度がRTの周りに保つように注意してください。高温は接触し、その結果、高摩擦から液体フローが発生しますポリマーを、損傷する。潜在的なアプリケーションの例としては、注射器、ピストンシステム、アクスルベアリングやヒンジ。

パーフェクト潤滑剤は、摩擦を低減し、通常の負荷が高い場合であっても、相対運動中の固形物のために着用してください。これを達成するために、潤滑剤が摺動時安静に接触したままであるべきである。しかし、正の通常の負荷の下で、シンプルで低粘度の液体を迅速に接触領域から絞り出され、より高い粘度の油は、最終的に排出される。しかし、生物学的な接点は、 例えば、ヒトの関節に、すべての回で、低粘度流体で潤滑残る。自然は、固体表面1に結合した糖鎖を用いて、このような効率的な潤滑を実現している。親水性の糖鎖が、常圧で溶剤2の浸透圧を超えないように設けられたコンタクトに水性液を保持する。したがって、多くの努力は、いわゆるポリマーブラシ3-12を形成する固体の表面にポリマーをグラフトすることによって、生物学的な潤滑剤を模倣することに向けられている。 2は、ポリマーに反対するとブラシを接触させ、一方の側にポリマー鎖のセグメントは、反対側のブラシ鎖セグメントに移動することができる。この効果は、相互嵌合13と呼ばれている。ブラシが相対摺動しているとき、嵌合摩耗14と摩擦15-17の主な源である。実際、最近、ポリマーブラシをスライドさせるための摩擦速度関係18を導出した。これらのスケーリングの法律は相互嵌合に基づいており、その結果として、スライド上にストレッチとポリマーの曲げ。主な特徴は、表面力の結果装置実験19と分子動力学の（MD）シミュレーションを20に同意。後者の重なりの程度を直接定量することができる。また、高分子電解質ブラシとの間の重なりが電場21を印加することによって調整することができることが示された。相互嵌合はこれらのシステムにおいて、摩擦を回避し、着用することができれば、significanであろうTLY減少。 最近の刊行物22で、我々は、2つの非混和性溶媒和ポリマーブラシシステムは、ブラシ間の重複を防ぐMDシミュレーションを介して示されている。また、ブラシをスライドすると、私たちは、原子間力顕微鏡（AFM）測定とよく一致で、伝統的な混和ブラシシステムに比べて2桁の摩擦力の低下を発見した。ここでは、文献[のAFM実験をセットアップする方法を詳細に説明します。 22.基本的な原理は、 図1に描かれている。2つの逆面、二つの異なるブラシ、自分の好ましい溶媒による溶媒和それぞれに、必要とされている。この構成では、各ブラシは、独自の溶媒中に残っている。その結果、1ブラシからのポリマーセグメントは、他のブラシに浸透しません。ポリ（メチルメタクリレート）（PMMA）はAFMコロイドプローブからグラフトされるとブラシアセトフェノンによって溶媒和される。平らな表面ポリ（N -isopropylacrylamideから）（PNIPAM）がグラフトされた水に溶媒和されている。伝統的な混和性システムに本発明のシステムを比較するために、アセトフェノン中に溶媒和PMMAブラシを有する第2の平坦対向面が形成されている。 PNIPAMにPMMAの非混和性システムの摺動時に測定された摩擦力は、PMMA上のPMMAの混和性のシステムのための摩擦の約1％である。これらの特定のブラシシステムの利用は一例であることに注意してください。提示方法が一般的であり、異なるブラシで溶媒の好ましい吸光度に起因する動作します。従って、ブラシ種類以上であれば2つのブラシで選択された溶剤脱混合物として、適用可能であると予想される。効果は、余分な滑りやすい流体対流体の摺動界面22,23が作成されるように、（アセトフェノン及び水のような）は、2つの非混合溶媒を用いて増幅される。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="974">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:241px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:108px;">Company</td>
			<td style="width:105px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:520px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;"></td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Methyl methacrylate</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>M55909&#160;</td>
			<td>Monomer for PMMA synthesis, cleaned by pressing through a basic alumina column</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">3-aminopropyl)triethoxysilane</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>440140</td>
			<td>vapor deposited silane monolayer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">triethylamine</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>T0886</td>
			<td>Reagent for the ATRP initiator moiety coupling.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">2-bromo-2-methylpropionyl</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>252271</td>
			<td>ATRP initiator moiety.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">toluene</td>
			<td style="width:108px;">&#160;Biosolve</td>
			<td style="width:105px;">20150501</td>
			<td>Coupling medium for ATRP moiety</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CuBr</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>212865</td>
			<td>ATRP catalyst.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">2,2&#8242;-Bipyridyl</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>14453</td>
			<td>Cu complexing ligand for ATRP of MMA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">N,N,N&#8242;,N&#8242;&#8242;,N&#8242;&#8242;-Pentamethyldiethylenetriamine</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>369497</td>
			<td>Cu complexing ligand for ATRP of NIPAM</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">acetic acid 98-100%</td>
			<td style="width:108px;">Merck</td>
			<td>8187551000</td>
			<td>For&#160; cleaning CuBr.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sulfuric acid</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>320501</td>
			<td>For the preparation of Piranha solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Hydrogen peroxide 33%</td>
			<td style="width:108px;">&#160;Merck</td>
			<td style="width:105px;">&#160;1.07210.1000</td>
			<td>For the preparation of Piranha solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ethanol</td>
			<td style="width:108px;">&#160;Merck</td>
			<td style="width:105px;">1.00983.1000</td>
			<td>For cleaning substrates.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Basic aluminum oxide 60&#160;</td>
			<td style="width:108px;">&#160;Merck</td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td>For cleaning monomers.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Chloroform</td>
			<td style="width:108px;">&#160;Biosolve</td>
			<td style="width:105px;">3080501</td>
			<td>For monolayer deposition and substrate cleaning.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Methanol</td>
			<td style="width:108px;">&#160;Biosolve</td>
			<td style="width:105px;">13680501</td>
			<td>For polymerization medium.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Acetophenone</td>
			<td style="width:108px;">Acros Organics</td>
			<td>&#160;102410010</td>
			<td>For AFM measurement environment.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">N-isopropyl acrylamide</td>
			<td style="width:108px;">Acros Organics</td>
			<td>412780250</td>
			<td>Monomer for PNIPAM synthesis, recrystallized from toluene/hexane</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Poly(ethylene glycol) methacrylate&#160;</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>409529</td>
			<td>Monomer for Si-POEGMA synthesis, cleaned by pressing through a basic alumina column.</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;">MilliQ water</td>
			<td style="width:108px;">MilliQ Advantage A 10 purification system&#160;</td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td style="width:520px;">ATRP medium, AFM measurement environment 
			and for substrate cleaning.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Silicon substrates&#160;</td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Gold coated substrates</td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">AFM probe, CP-FM-Au,&#160;</td>
			<td style="width:108px;">SQube</td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td>AFM measurement</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;"></td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:241px;">dithiodiundecane-11,1-diybis[2-bromo-2-methlpropanoate] (DTPR)</td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td style="width:520px;">Initiator, for Si-ATRP on gold surfaces. 
			Synthesized according to Macromolecules, 2000, 33,597.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;"></td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Atomic Frorce Microscope</td>
			<td colspan="2">Bruker Multimode V controller</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation and friction force microscopy measurements of immiscible, opposing polymer brushes

溶媒和されたポリマーブラシはよく界面に低摩擦を維持しながら、それらは正の垂直荷重に耐えることができるので、高圧接点を潤滑することが知られている。それにもかかわらず、これらのシステムにより、対向するブラシの嵌合に磨耗に対して敏感であることができる。最近の刊行物では、基板と、スライダ表面を終端する非混和性ポリマーブラシシステムを使用して、それぞれ、そのような相互嵌合をなくすことができ、分子動力学シミュレーション及び原子間力顕微鏡実験を介して示している。その結果、接点摩耗が低減される。また、摩擦力は、従来の混和性のポリマーブラシのシステムと比較して二桁低い。この新しく提案されたシステムは、したがって業界で使用するための大きな可能性を保持している。ここでは、それぞれ独自の好適な溶媒により溶媒和つの異なるブラシの非混和性ポリマーブラシシステムを構築する方法が提示される。 Pグラフトにする方法オリ平面とポリから（N -isopropylacrylamide）（PNIPAM）（メチルメタクリレート）（PMMA）、原子間力顕微鏡（AFM）のコロイドプローブが記載されている。 PNIPAMアセトフェノン水とPMMA中に溶媒和される。摩擦力のAFM測定を介して、それは、このシステムのフリクションが実際アセトフェノンに溶媒和PMMA上のPMMAの混和性システムに比べて2桁減少することが示されている。

図4に、混和し、混和しないポリマーブラシシステムの両方をスライドさせる際の代表的なAFM力トレースを示している。摩擦力Fは、対称、混和性のシステムのF sym はスライディング定常状態での摩擦力によって正規化される。これらの実験で膨潤ブラシの高さは、PMMAのための1010 nmおよびPNIPAMのために532であった。力トレースは、プロトコルセクションに記載された手順に従った後に捕獲される。 30 nNでの垂直荷重を印加しながら、これらの実験において、表面は、80ミクロン/秒の速度vで前後に移動させた。混和性（左パネル）用の摩擦力と不混和性（右パネル）のブラシシステムの差が明瞭に観察することができる。左側のパネルで、定常状態の摩擦力は、右のパネルで、定常状態の摩擦力よりも90X高い。不混和性のシステムについて測定された摩擦力が摩擦力を測定fは0.5〜2％、典型的には、あるまたは混和システム。正確な摩擦低減が通常の荷重および摺動速度におけるグラフト密度、重合度は、溶媒の量、および（弱）に依存するが、それは二桁の周りに常にある。我々はファクター5（400ミクロン/秒）することにより、上記のシステムのための滑り速度を増加させた場合、摩擦の減少は2％減少している。私たちは（300 NNに）係数10で通常の負荷を増加した場合、摩擦の減少は3％減少している。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/52285/52285fig1highres.jpg" /> 図1.セットアップの概略スケッチ。左パネルは、同じポリマーが表面とコロイドから移植される混和システムを、示している。ブラシは、一相の液体中に溶媒和されている。右側のパネルには、二つの異なるポリマーブラシの混和しないシステムを示している。各ブラシは、それ自身の好適な液体中に溶媒和される。伝統的には反対ブラシのポリマー混和システムが重なっている。不混和性のシステムでは、逆のブラシ摺動時の摩擦及び摩耗が低減されるように互いに噛み合いません。 <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/52285/52285fig2highres.jpg" width="700px" /> プロトコルセクションに記載したようにサンプル調製手順の図2の回路図のスケッチ。左から右へ、イニシエータ堆積及び表面開始原子移動ラジカル重合（ATRP SI）を介してブラシの準備の手順を示す。パス（A）は 、原子間力顕微鏡プローブ上の金コロイドから移植された金コーティングされたシリコン表面および（C）ブラシから移植されたシリコン表面から移植されたブラシ、（B）ブラシを説明しています。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52285/52285fig2highres.jpg" target="_blank">アルを表示するには、こちらをクリックしてください</a>この図のargerバージョン。 <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/52285/52285fig3highres.jpg" /> 図3 FTIR PMMAのスペクトル（青）とPNIPAM（緑）、シリコン上のブラシ（太線）および金（細い線）。データは、補遺から採取した。マット。参考の。 22. PMMA波数（CM - 1）：3,050-2,990（CH伸縮振動）、1730 C = O（二重結合の伸縮振動）、1450（CH 3およびCH 2変形振動）、1,260-1,040（COC単結合伸縮振動）、880から960（COC単結合変形振動）。 1730センチメートルで- 1 C = O基の特性伸縮振動ピークが明らかであるPNIPAM波数（-1）：3289（NHの対称および非対称伸縮振動）、3078、2971、2933、2874（非対称および対称CHストレッチ。 - CHの振動&lt;サブ&gt; 2 - ）、1635（C = O伸縮振動）、1535（アミドII）、1458（CHの非対称曲げ変形）、1386（CH対称曲げ変形）、1,366-1,170（CN非対称伸縮振動）。 1635および1535センチメートルで- 1アミド基の特性伸縮振動ピークが明らかである。 <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/52285/52285fig4highres.jpg" width="700px" /> 図4は、混和性、摺動時に濾過し、平滑化された力のトレース（左）と（参考文献から調整した。22）非混和性（右）のシステムを平均した。表面は、1Hzの走査速度で、40μmで前後に移動させて30 NNの通常のロード。

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Preparation and Friction Force Microscopy Measurements of Immiscible, Opposing Polymer Brushes

The methodology to perform friction force microscopy experiments for contacting brushes is presented: Two polymer brushes that are grafted from (a) substrates and (b) colloidal probes are slid to show that, by using two contacting immiscible brush systems, friction in sliding contacts is reduced compared to miscible brush systems.

ポリマーブラシに反対非混和性の調製と摩擦力顕微鏡の測定、

Solvated polymer brushes are well known to lubricate high-pressure contacts, because they can sustain a positive normal load while maintaining low ...

preparation-friction-force-microscopy-measurements-immiscible

Research

JoVE Journal

Engineering

13.9K ビュー.  Forschungszentrum Jülich. The methodology to perform friction force microscopy experiments for contacting brushes is presented: Two polymer brushes that are grafted from (a) substrates and (b) colloidal probes are slid to show that, by using two contacting immiscible brush systems, friction in sliding contacts is reduced compared to miscible brush systems.

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Atomic Force Microscopy of Red-Light Photoreceptors Using PeakForce Quantitative Nanomechanical Property Mapping

Atomic force microscopy (AFM) uses a pyramidal tip attached to a cantilever to probe the force response of a surface. The deflections of the tip can be measured to ~10 pN by a laser and sectored detector, which can be converted to image topography. Amplitude modulation or &#8220;tapping mode&#8221; AFM involves the probe making intermittent contact with the surface while oscillating at its resonant frequency to produce an image. Used in conjunction with a fluid cell, tapping-mode AFM enables the imaging of biological macromolecules such as proteins in physiologically relevant conditions. Tapping-mode AFM requires manual tuning of the probe and frequent adjustments of a multitude of scanning parameters which can be challenging for inexperienced users. To obtain high-quality images, these adjustments are the most time consuming.
PeakForce Quantitative Nanomechanical Property Mapping (PF-QNM) produces an image by measuring a force response curve for every point of contact with the sample. With ScanAsyst software, PF-QNM can be automated. This software adjusts the set-point, drive frequency, scan rate, gains, and other important scanning parameters automatically for a given sample. Not only does this process protect both fragile probes and samples, it significantly reduces the time required to obtain high resolution images. PF-QNM is compatible for AFM imaging in fluid; therefore, it has extensive application for imaging biologically relevant materials.
The method presented in this paper describes the application of PF-QNM to obtain images of a bacterial red-light photoreceptor, RpBphP3 (P3), from photosynthetic R. palustris in its light-adapted state. Using this method, individual protein dimers of P3 and aggregates of dimers have been observed on a mica surface in the presence of an imaging buffer. With appropriate adjustments to surface and/or solution concentration, this method may be generally applied to other biologically relevant macromolecules and soft materials.

A method for investigating the structure of a protein photoreceptor using atomic force microscopy (AFM) is described in this paper. PeakForce Quantitative Nanomechanical Property Mapping (PF-QNM) reveals intact protein dimers on a mica surface.

PeakForce定量的ナノメカニカルプロパティマッピングを使用した赤色光光受容体の原子間力顕微鏡

Atomic force microscopy (AFM) uses a pyramidal tip attached to a cantilever to probe the force response of a surface. The deflections of the tip can be ...

工学

Sub-nanometer Resolution Imaging with Amplitude-modulation Atomic Force Microscopy in Liquid

Atomic force microscopy (AFM) has become a well-established technique for nanoscale imaging of samples in air and in liquid. Recent studies have shown that when operated in amplitude-modulation (tapping) mode, atomic or molecular-level resolution images can be achieved over a wide range of soft and hard samples in liquid. In these situations, small oscillation amplitudes (SAM-AFM) enhance the resolution by exploiting the solvated liquid at the surface of the sample. Although the technique has been successfully applied across fields as diverse as materials science, biology and biophysics and surface chemistry, obtaining high-resolution images in liquid can still remain challenging for novice users. This is partly due to the large number of variables to control and optimize such as the choice of cantilever, the sample preparation, and the correct manipulation of the imaging parameters. Here, we present a protocol for achieving high-resolution images of hard and soft samples in fluid using SAM-AFM on a commercial instrument. Our goal is to provide a step-by-step practical guide to achieving high-resolution images, including the cleaning and preparation of the apparatus and the sample, the choice of cantilever and optimization of the imaging parameters. For each step, we explain the scientific rationale behind our choices to facilitate the adaptation of the methodology to every user's specific system.

We present a method for achieving sub-nanometer resolution images with amplitude-modulation (tapping mode) atomic force microscopy in liquid. The method is demonstrated on commercial atomic force microscopes. We explain the rationale behind our choices of parameters and suggest strategies for resolution optimization.

液体中の振幅変調原子間力顕微鏡でのサブナノメートル分解能イメージング

Atomic force microscopy (AFM) has become a well-established technique for nanoscale imaging of samples in air and in liquid. Recent studies have shown ...

Production and Characterization of Vacuum Deposited Organic Light Emitting Diodes

A method for producing simple and efficient thermally-activated delayed fluorescence organic light-emitting diodes (OLEDs) based on guest-host or exciplex donor-acceptor emitters is presented. With a step-by-step procedure, readers will be able to repeat and produce OLED devices based on simple organic emitters. A patterning procedure allowing the creation of personalized indium tin oxide (ITO) shape is shown. This is followed by the evaporation of all layers, encapsulation and characterization of each individual device. The end goal is to present a procedure that will give the opportunity to repeat the information presented in cited publication but also using different compounds and structures in order to prepare efficient OLEDs.

A protocol for the production of simple structured organic light-emitting diodes (OLEDs) is presented.

真空の作製と解析堆積有機発光ダイオード

A method for producing simple and efficient thermally-activated delayed fluorescence organic light-emitting diodes (OLEDs) based on guest-host or exciplex ...

Generating Lap Joints Via Friction Stir Spot Welding on DP780 Steel

Friction stir spot welding (FSSW), a derivative of friction stir welding (FSW), is a solid-state welding technique that was developed in 1991. An industry application was found in the automotive industry in 2003 for the aluminum alloy that was used in the rear doors of automobiles. Friction stir spot welding is mostly used in Al alloys to create lap joints. The benefits of friction stir spot welding include a nearly 80% melting temperature that lowers the thermal deformation welds without splashing compared to resistance spot welding. Friction stir spot welding includes 3 steps: plunging, stirring, and retraction. In the present study, other materials including high strength steel are also used in the friction stir welding method to create joints. DP780, whose traditional welding process involves the use of resistance spot welding, is one of several high strength steel materials used in the automotive industry. In this paper, DP780 was used for friction stir spot welding, and its microstructure and microhardness were measured. The microstructure data showed that there was a fusion zone with fine grain and a heat effect zone with island martensite. The microhardness results indicated that the center zone exhibited a greater degree of hardness compared with the base metal. All data indicated that the friction stir spot welding used in dual phase steel 780 can create a good lap joint. In the future, friction stir spot welding can be used in high-strength steel welding applied in industrial manufacturing processes.

Here, we present a friction stir spot welding (FSSW) protocol on dual phase 780 steel. A tool pin with high-speed rotation generates heat from friction to soften the material, and then, the pin plunges into 2 sheet joints to create the lap joint.

DP780スチールの摩擦攪拌スポット溶接によるラップジョイントの生成

Friction stir spot welding (FSSW), a derivative of friction stir welding (FSW), is a solid-state welding technique that was developed in 1991. An industry ...

X-ray Beam Induced Current Measurements for Multi-Modal X-ray Microscopy of Solar Cells

X-ray beam induced current (XBIC) measurements allow mapping of&#160;the nanoscale performance of electronic devices such as solar cells. Ideally, XBIC is employed simultaneously with other techniques within a multi-modal X-ray microscopy approach. An example is given herein combining XBIC with X-ray fluorescence to enable point-by-point correlations of the electrical performance with chemical composition. For the highest signal-to-noise ratio in XBIC measurements, lock-in amplification plays a crucial role. By this approach, the X-ray beam is modulated by an optical chopper upstream of the sample. The modulated X-ray beam induced electrical signal is amplified and demodulated to the chopper frequency using a lock-in amplifier. By optimizing low-pass filter settings, modulation frequency, and amplification amplitudes, noise can efficiently be suppressed for the extraction of a clear XBIC signal. A similar setup can be used to measure the X-ray beam induced voltage (XBIV). Beyond standard XBIC/XBIV measurements, XBIC can be measured with bias light or bias voltage applied such that outdoor working conditions of solar cells can be reproduced during in-situ and operando measurements. Ultimately, the multi-modal and multi-dimensional evaluation of electronic devices at the nanoscale enables new insights into the complex dependencies between composition, structure, and performance, which is an important step towards solving the materials&#39; paradigm.

A setup for X-ray beam induced current measurements at synchrotron beamlines is described. It unveils the nanoscale performance of solar cells and extends the suite of techniques for multi-modal X-ray microscopy. From wiring to signal-to-noise optimization, it is shown how to perform state-of-the-art XBIC measurements at a hard X-ray microprobe.

太陽電池のマルチモーダルX線顕微鏡検査におけるX線ビーム誘導電流測定

X-ray beam induced current (XBIC) measurements allow mapping of&#160;the nanoscale performance of electronic devices such as solar cells. Ideally, XBIC is ...

Hydrogen Charging of Aluminum using Friction in Water

A new method of hydrogen charging of aluminum was developed by means of a friction in water (FW) procedure. This procedure can easily introduce high amounts of hydrogen into aluminum based on the chemical reaction between water and non-oxide coated aluminum.

In order to introduce high amounts of hydrogen in aluminum and aluminum alloys, a new method of hydrogen charging was developed, called the friction in water procedure.

水中の摩擦を利用したアルミニウムの水素充電

A new method of hydrogen charging of aluminum was developed by means of a friction in water (FW) procedure. This procedure can easily introduce high ...

Co-localizing Kelvin Probe Force Microscopy with Other Microscopies and Spectroscopies: Selected Applications in Corrosion Characterization of Alloys

Kelvin probe force microscopy (KPFM), sometimes referred to as surface potential microscopy, is the nanoscale version of the venerable scanning Kelvin probe, both of which measure the Volta potential difference (VPD) between an oscillating probe tip and a sample surface by applying a nulling voltage equal in magnitude but opposite in sign to the tip-sample potential difference. By scanning a conductive KPFM probe over a sample surface, nanoscale variations in surface topography and potential can be mapped, identifying likely anodic and cathodic regions, as well as quantifying the inherent material driving force for galvanic corrosion.
Subsequent co-localization of KPFM Volta potential maps with advanced scanning electron microscopy (SEM) techniques, including back scattered electron (BSE) images, energy dispersive spectroscopy (EDS) elemental composition maps, and electron backscattered diffraction (EBSD) inverse pole figures can provide further insight into structure-property-performance relationships. Here, the results of several studies co-localizing KPFM with SEM on a wide variety of alloys of technological interest are presented, demonstrating the utility of combining these techniques at the nanoscale to elucidate corrosion initiation and propagation.
Important points to consider and potential pitfalls to avoid in such investigations are also highlighted: in particular, probe calibration and the potential confounding effects on the measured VPDs of the testing environment and sample surface, including ambient humidity (i.e., adsorbed water), surface reactions/oxidation, and polishing debris or other contaminants. Additionally, an example is provided of co-localizing a third technique, scanning confocal Raman microscopy, to demonstrate the general applicability and utility of the co-localization method to provide further structural insight beyond that afforded by electron microscopy-based techniques.

Kelvin probe force microscopy (KPFM) measures surface topography and differences in surface potential, while scanning electron microscopy (SEM) and associated spectroscopies can elucidate surface morphology, composition, crystallinity, and crystallographic orientation. Accordingly, the co-localization of SEM with KPFM can provide insight into the effects of nanoscale composition and surface structure on corrosion.

ケルビンプローブ力顕微鏡と他の顕微鏡および分光法との共局在化:合金の腐食特性評価における選択されたアプリケーション

Kelvin probe force microscopy (KPFM), sometimes referred to as surface potential microscopy, is the nanoscale version of the venerable scanning Kelvin ...

Optimizing Magnetic Force Microscopy Resolution and Sensitivity to Visualize Nanoscale Magnetic Domains

Magnetic force microscopy (MFM) enables mapping local magnetic fields across a sample surface with nanoscale resolution. To perform MFM, an atomic force microscopy (AFM) probe whose tip has been magnetized vertically (i.e., perpendicular to the probe cantilever) is oscillated at a fixed height above the sample surface. The resultant shifts in the oscillation phase or frequency, which are proportional to the magnitude and sign of the vertical magnetic force gradient at each pixel location, are then tracked and mapped. Although the spatial resolution and sensitivity of the technique increases with decreasing lift height above the surface, this seemingly straightforward path to improved MFM images is complicated by considerations such as minimizing topographical artifacts due to shorter range van der Waals forces, increasing the oscillation amplitude to further improve sensitivity, and the presence of surface contaminants (in particular water due to humidity under ambient conditions). In addition, due to the orientation of the probe's magnetic dipole moment, MFM is intrinsically more sensitive to samples with an out-of-plane magnetization vector. Here, high-resolution topographical and magnetic phase images of single and bicomponent nanomagnet artificial spin-ice (ASI) arrays obtained in an inert (argon) atmosphere glovebox with &lt;0.1 ppm O2 and H2O are reported. Optimization of lift height and drive amplitude for high resolution and sensitivity while simultaneously avoiding the introduction of topographical artifacts is discussed, and detection of the stray magnetic fields emanating from either end of the nanoscale bar magnets (~250 nm long and &lt;100 nm wide) aligned in the plane of the ASI sample surface is shown. Likewise, using the example of a Ni-Mn-Ga magnetic shape memory alloy (MSMA), MFM is demonstrated in an inert atmosphere with magnetic phase sensitivity capable of resolving a series of adjacent magnetic domains each ~200 nm wide.

Magnetic force microscopy (MFM) employs a vertically magnetized atomic force microscopy probe to measure sample topography and local magnetic field strength with nanoscale resolution. Optimizing MFM spatial resolution and sensitivity requires balancing decreasing lift height against increasing drive (oscillation) amplitude, and benefits from operating in an inert atmosphere glovebox.

ナノスケールの磁区を可視化するための磁気力顕微鏡の分解能と感度の最適化

Magnetic force microscopy (MFM) enables mapping local magnetic fields across a sample surface with nanoscale resolution. To perform MFM, an atomic force ...

Atomic Force Microscopy Cantilever-Based Nanoindentation: Mechanical Property Measurements at the Nanoscale in Air and Fluid

An atomic force microscope (AFM) fundamentally measures the interaction between a nanoscale AFM probe tip and the sample surface. If the force applied by the probe tip and its contact area with the sample can be quantified, it is possible to determine the nanoscale mechanical properties (e.g., elastic or Young&#39;s modulus) of the surface being probed. A detailed procedure for performing quantitative AFM cantilever-based nanoindentation experiments is provided here, with representative examples of how the technique can be applied to determine the elastic moduli of a wide variety of sample types, ranging from kPa to GPa. These include live mesenchymal stem cells (MSCs) and nuclei in physiological buffer, resin-embedded dehydrated loblolly pine cross-sections, and Bakken shales of varying composition.
Additionally, AFM cantilever-based nanoindentation is used to probe the rupture strength (i.e., breakthrough force) of phospholipid bilayers. Important practical considerations such as method choice and development, probe selection and calibration, region of interest identification, sample heterogeneity, feature size and aspect ratio, tip wear, surface roughness, and data analysis and measurement statistics are discussed to aid proper implementation of the technique. Finally, co-localization of AFM-derived nanomechanical maps with electron microscopy techniques that provide additional information regarding elemental composition is demonstrated.

Quantifying the contact area and force applied by an atomic force microscope (AFM) probe tip to a sample surface enables nanoscale mechanical property determination. Best practices to implement AFM cantilever-based nanoindentation in air or fluid on soft and hard samples to measure elastic modulus or other nanomechanical properties are discussed.

原子間力顕微鏡カンチレバーを用いたナノインデンテーション:空気および流体中のナノスケールでの機械的特性測定

An atomic force microscope (AFM) fundamentally measures the interaction between a nanoscale AFM probe tip and the sample surface. If the force applied by ...

Determination of the Friction Coefficients of Icy Pavements Under Different Amounts of Snowfall

Ice on road surfaces can lead to a significant decrease in the friction coefficient, thus endangering driving safety. However, there are still no studies that provide exact friction coefficient values for pavements covered in ice, which is detrimental to both road design and the selection of winter road maintenance measures. Therefore, this article presents an experimental method to determine the friction coefficient of icy road surfaces in the winter. A British portable tester (BPT), also known as a pendulum friction coefficient meter, was employed for the experiment. The experiment was divided into the following five steps: the preparation of the equipment, the calculation and analysis of the snowfall, equipment calibration, friction coefficient determination, and data analysis. The accuracy of the final experiment is directly affected by the equipment accuracy, which is described in detail. Moreover, this article suggests a method for calculating the ice thickness for corresponding amounts of snowfall. The results illustrate that even patchy ice formed by very light snowfall may lead to a significant decrease in the friction coefficient of the pavement, thus endangering driving safety. Additionally, the friction coefficient is at its peak when the ice thickness reaches 5 mm, meaning protection measures should be taken to avoid the formation of such ice.

Here, we present a method for determining the friction coefficient of pavements with different ice thicknesses indoors. The complete procedure includes the preparation of the equipment, the calculation and analysis of the snowfall, equipment calibration, friction coefficient determination, and data analysis.

降雪量の異なる氷舗装の摩擦係数の決定

Ice on road surfaces can lead to a significant decrease in the friction coefficient, thus endangering driving safety. However, there are still no studies ...