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セルロース系多糖のナノ~メゾ領域の構造制御と新規複合化による高機能材料の設計

Research Project

Project/Area Number 11F01402
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field 木質科学
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

西尾 嘉之  京都大学, 農学研究科, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) CHANG Chunyu  京都大学, 農学研究科, 外国人特別研究員
CHANG Chunyu  京都大学, 農学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2013: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2012: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2011: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsセルロース / 多糖類 / 分子修飾 / ポリマーネットワーク / ハイブリッド / 無機物 / 機能材料
Research Abstract

セルロース系多糖の「分子修飾によるナノ構造レベルでの新規複合化」と「メゾスコピック特性(ゲル・液晶相)を担持させたネットワーク構造での新規複合化」に関して、以下の成果を得た。
1. ナノレベル複合化
(1)前年度に確立した二段階法により、コットンセルロースから前駆体(DHPC)を経由してセルロースブチラール誘導体(CB)を合成した。NMR解析から、当該CBは標準5員環構造に加えて8員環およびそれ以上の環状構造を側鎖に有することが判明した。
(2)ホットプレス法で成形したCBフィルムは、水不溶であり、透明性が高くガラス接着性も良好であった。力学物性については、適度な延性に加えて、環状構造を含む側鎖の絡み合い効果によって優れたタフネスを示す。積層ガラスの強化材(接合膜)等に応用しうることが判った。
2. ネットワーク複合化
(1)前年度に準じた方法で調製したキトサン/ポリアクリル酸(PAA)のIPNゲルについて、対向拡散法と交互浸漬法の二法によってヒドロキシアパタイト(HAp)のミネラリゼーション実験を行った。拡散法では、純HAp結晶のCa/P化学量論比に近い割合での無機沈着成長が認められた。また、ゲル中のPM成分の増加と共に無機沈着量は増大し、無機粒子の形態も変化することが判明した。一方、浸漬法では、ゲル試料の無機取り込み量は概して多いものの、Ca/P比が高く且つ不揃いのHAp沈着と他のカルシウム化合物の共析出が起こりやすいことが判った。
(2)エチルセルロース/PAAの液晶性IPNゲルの層間にHApを沈着させ、試料の呈色状態と剛性を制御することに成功した。(1)の結果と合わせ、多糖べ一スの新規な無機ハイブリッド材料としてバイオメディカル・光学分野への応用展開に繋がる好成果を導いたといえる。
3. 上記1と2に関連したセルロース系多糖の複合系について、相構造と熱・光学・力学物性の基礎的な解析を行った。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Synthesis of O-(2,3-Dihydroxypropyl) Cellulose in NaOI-UUrea Aqueous Solution : As a Precursor for Introducing Necklace-Like Structure2013

    • Author(s)
      C. Chang, Y. Teramoto, and Y. Nishio
    • Journal Title

      J. Polym. Sci., Part A, Polym. Chem.

      Volume: 51 Issue: 17 Pages: 3590-3597

    • DOI

      10.1002/pola.26773

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication and properties of chitin/hydroxyapatite hybrid hydrogels as scaffold nano-materials2013

    • Author(s)
      C. Chang, N. Peng, M. He, Y. Teramoto, Y. Nishio, and L. Zhang
    • Journal Title

      Carbohydrate Polymers

      Volume: 91 Issue: 1 Pages: 7-13

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2012.07.070

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] グリーンマテリアルの新展開:(1)セルロースエスアルのポリマーブレンドならびにグラフト北重合低~配向特件と光学機能の制御~2013

    • Author(s)
      寺本好邦,杉村和紀,西尾嘉之
    • Journal Title

      日本接着学会誌

      Volume: 49 Pages: 32-39

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Journal Article] セルロース系多糖を基軸とした機能性複合材料2012

    • Author(s)
      青木弾, 寺本好邦, 西尾嘉之
    • Journal Title

      機能材料

      Volume: 32 Pages: 54-61

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] セルロース系多糖および関連天然高分子を基盤とした高機能材料の創製2014

    • Author(s)
      西尾嘉之
    • Organizer
      高分子学会高分子同友会講演会
    • Place of Presentation
      薬業年金会館(大阪市)
    • Year and Date
      2014-03-11
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Advanced fibers, films, and smart materials based on cellulose and related polysaccharides2013

    • Author(s)
      Y. Nishio
    • Organizer
      3rd International Polysaccharide Conference EPNOE 2013
    • Place of Presentation
      Nice (France)
    • Year and Date
      2013-10-21
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Synthesis and characterization of cellulose butyral derivatives with "necklace-like" side chains2013

    • Author(s)
      C. Chang, Y. Teramoto, and Y. Nishio
    • Organizer
      セルロース学会第20回年次大会
    • Place of Presentation
      京都大学宇治キャンパスおおばくプラザ(宇治市)
    • Year and Date
      2013-07-19
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] セルロース誘導体コレステリック液晶相を固定化した高分子複合膜におけるミネラリゼーション2013

    • Author(s)
      荻原拓也, 寺本好邦, 西尾嘉之
    • Organizer
      セルロース学会第20回年次大会
    • Place of Presentation
      京都大学宇治キャンパスおおばくプラザ(宇治市)
    • Year and Date
      2013-07-19
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] High Impact-Resistant Films from Butyralization of o- (2, 3-DihvdroxYDrODvl) Cel lulose2013

    • Author(s)
      C. Chang, Y. Teramoto, and Y, Nishio
    • Organizer
      高分子学会第62回年次大会
    • Place of Presentation
      京都国際会館(京都市)
    • Year and Date
      2013-05-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication and properties of chitin/hydroxyapatite hybrid hydrogels as scaffold nano-materials2012

    • Author(s)
      C. Chang, N. Peng, M. He, Y. Teramoto Y Nishio and l
    • Organizer
      3rd International Cellulose Conference (ICC 2012)
    • Place of Presentation
      ガトーキングダム札幌(札幌市)
    • Year and Date
      2012-10-10
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Enhancing functionality and performance of cellulosic materials in combination with other Dolvmeric/inoreanic ingredients: somme recent2012

    • Author(s)
      Y. Nishio
    • Organizer
      European-Japanese Workshop on Cellulose and Functional Polysaccharides 2012 [Invited]
    • Place of Presentation
      東京大学農学生命科学研究科Food Science Building (東京都)
    • Year and Date
      2012-10-03
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] セルロース誘導体液晶ゲルのメソモルフィックネットワーク構造制御下におけるミネラリゼーション2012

    • Author(s)
      藤本結美,荻原拓也,寺本好邦,西尾嘉之
    • Organizer
      セルロース学会第19回年次大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学野依学術交流記念館(名古屋市)
    • Year and Date
      2012-07-12
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] セルロースアセテートプロピオネート/N-ビニルピロリドン-メタクリル酸メチル共重合体ブレンド糸:エステル組成と共重合組成を関数とした相溶性の評価2012

    • Author(s)
      杉村和紀, 寺本好邦, 西尾嘉之
    • Organizer
      日本木材学会第62回大会
    • Place of Presentation
      北海道大学農学部(札幌市)
    • Year and Date
      2012-03-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] 機能性セルロース次元材料の開発と応用2013

    • Author(s)
      西尾嘉之, 杉村和紀, 寺本好邦(分担執筆)
    • Total Pages
      239
    • Publisher
      シーエムシー出版
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] ホームページ等

    • URL

      http://www.fUkugou.kais.kyoto-u.ac.jp/

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.fukugou.kais.kyoto-u.ac.jp/

    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2011-12-22   Modified: 2024-03-26  

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