表面処理技術の最新動向：4万件論文徹底分析！耐摩耗・耐食から自己修復まで

低摩擦・潤滑技術（表面の摩擦係数を減らす技術）としては、特に環境負荷の少ない材料を使用しながら摩擦を低減する研究が活発です。

低摩擦・潤滑技術の主な研究分野として、まず高硬度・ポリマー複合材料があります。これは軸受け、ベアリングなどに適用される樹脂や複合材料の開発で、樹脂マトリックスへの固体潤滑剤分散やダイヤモンドライクカーボンコーティングなどが含まれます。

また、高機能シールや表面テクスチャーの研究も進んでおり、表面の形状を制御することで摩擦損失を抑える技術の研究も進められています。画像左側は、表面の微細な凹凸を加工することによる機械的摩耗を低減する技術です。画像真ん中と右側は、潤滑油の効率的な作用を促す表面構造を工夫した技術となっています。

論文分析からは DLC 、グラフェン酸化物などの素材の応用や、表面改質・複合加工による形状制御といった分野が注目されていることがわかりました。

特に伸び率の高い「摩擦攪拌や超音波併用で組織制御し低摩擦化」について見ていきます。

摩擦攪拌加工（回転するドリルで金属をかき混ぜながら接合する技術）や超音波振動を利用した表面改質技術が研究されています。

具体的には、超音波併用レーザークラッディングによる高品位皮膜形成や、複合粒子添加と多層摩擦攪拌で行う微細組織の同時強化・耐摩耗化、振動支援やレーザー併用を含む複合表面改質で狙う低摩擦の高耐久化などの技術が、件数は少ないながらも進められています。

続いての抗菌・抗ウイルス技術はコロナ禍以降さらに注目度が高まった分野です。

抗菌・抗ウイルス技術の主な研究内容として、ナノ構造や生物の構造を模倣し、菌が繁殖しにくい表面やウイルスが増えない表面を作る技術が企業・大学などで進められています。

また、繊維への抗菌・抗ウイルス技術の応用や、様々な形状の表面への抗菌・抗ウイルス機能付与についても研究が行われています。

論文から見る動向としては、環境配慮型コーティング技術のさらなる躍進、ナノ複合材料と表面設計で実現する機能拡張などが進んでいます。

特に成長している「植物抽出由来アプローチによる多機能ナノ粒子合成と抗菌応用指針」の分野ついて詳しく見ていきます。

カテキンやエッセンシャルオイルなどの植物由来抗菌成分をポリマーに混合する方法が研究されています。

また、金属酸化物と植物成分の組み合わせによる抗菌性能向上や、エッセンシャルオイル由来のナノ化技術、植物抽出液（フラボノイドやタンニン）を還元剤として用いた金属ナノ粒子のグリーン合成と応用なども注目されています。

次は熱制御技術の分析結果です。

熱制御技術にも様々なアプローチがありますが、主な技術として、放射冷却・高反射素材を使った表面膜技術（車内や室内の温度上昇を抑制）が挙げられます。

また、ガラス・窓の熱透過制御技術や、自動車への応用（熱制御コーティング）も活発に進められています。

さらに建築・設備・インフラへの応用技術も開発されています。

論文から見る傾向として、複合材料・ナノ技術が支える新世代熱対策、高温環境への耐久化と火災防止技術の強化などの開発に力が注がれています。

注目されている技術として「銀ナノワイヤや MXene （マキシン）で柔軟性と多機能性を両立する次世代熱管理技術」があります。 MXene はグラフェンに似た２次元材料で、非常に薄いシート状物質です。

具体的には、超薄膜銀ナノワイヤ電極を使ったウェアラブル断熱技術、 MXene 複合による高効率電磁波シールド・加熱融合応用、高伸縮 MXene 繊維によるウェアラブルセンサーと熱制御などの開発が活発化しています。

続いては、まだ実用化はそれほど進んでいない分野ですが、自己修復技術（セルフヒーリング）の分析結果です。

インフラ・コンクリートのひび割れ自己修復技術や、高分子・有機分子を利用した自己修復技術などが研究されています。

特に「動的結合を用いたポリマーの可逆的自己修復設計」が注目されており、一度切れたポリマー同士が温度上昇や超音波などの刺激で再結合する特殊なポリマー開発が進められています。

最後はバイオ相容性技術の分析結果です。

細胞や血液などと適合する表面処理技術の開発が進んでいます。

またインプラント部品などの組織親和性向上や医療器具の研究開発も行われています。

特に注目されている「ナノコンポジットで抗菌性と生体適合性を両立する先進医療技術」について、具体的にどのような開発が進められているのか掘り下げます。

ナノ粒子を使った多層コーティングや、微細構造による生体親和性の向上、様々なアプローチによる生体親和性や抗菌性などを高める研究が行われています。

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