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ナノセルロース表面をマトリックス成長場とする新規ナノ複合材料デザイン

Research Project

Project/Area Number 14J07774
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Wood science
Research InstitutionForestry and Forest Products Research Institute

Principal Investigator

藤澤 秀次  国立研究開発法人 森林総合研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsナノセルロース
Outline of Annual Research Achievements

近年、循環型社会の構築が叫ばれる中、地球上に最も豊富に貯蔵されている植物資源であるセルロースを用いた、高分子複合材料の調製を行った。セルロースは植物体中において、セルロースミクロフィブリルという幅約3 nmのナノファイバーを形成している。このセルロースナノファイバーは、高アスペクト比・高弾性率・高強度などの優れた物性を有することから、高分子複合材料中ではナノフィラーとして機能し、高分子マトリックスの機械強度を少量添加で改善できることが知られている。セルロースナノファイバーは、炭素繊維やガラス繊維などのフィラーと比較しても、環境調和性、コスト、再生産可能性の面において高い優位性がある。また、このナノファイバーは大比表面積を有することから、高分子マトリックスの結晶核剤として働くことが期待される。本実験では、ポリ乳酸をマトリックスとして用いて、実験を行った。ポリ乳酸は生分解性プラスチックであり、既存の石油系プラスチックの代替としての利用が期待されているが、熱寸法安定性が非常に低いという課題がある。よって、セルロースナノファイバー/ポリ乳酸複合材料を調製し、セルロースナノファイバーの核剤効果としての機能を調べた。TOCN表面には高密度かつ規則的にカルボキシル基が導入されており、このカルボキシル基を足場として選択的な改質を行うことで、ポリ乳酸中での分散性を改善することに成功した。こうして得られたセルロースナノファイバー/ポリ乳酸コンポジット中でのポリ乳酸の結晶成長を考察した。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Cellulose nanofibrils as templates for the design of poly(L-lactide)-nucleating surfaces.2014

    • Author(s)
      Fujisawa, S., Zhang, J., Saito, T., Iwata, T., Isogai, A.
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 55 Issue: 13 Pages: 2937-2942

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2014.04.019

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Crystallization behaviors of poly [(R)-3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate]/poly (ethylene glycol) graft TEMPO-oxidized cellulose nanofiber blends.2014

    • Author(s)
      Zhang, J., Fujisawa, S., Isogai, A., Hikima, T., Takata, M., Iwata, T.
    • Journal Title

      Polymer Degradation and Stability

      Volume: 110 Pages: 529-536

    • DOI

      10.1016/j.polymdegradstab.2014.09.022

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Functionalization of cellulose nanofibril surfaces to enhance crystallization and mechanical properties of poly(L-lactide).2015

    • Author(s)
      Fujisawa, S., Saito, T., Isogai, A.
    • Organizer
      249th American Chemical Society National Meeting & Exposition
    • Place of Presentation
      デンバー (アメリカ合衆国)
    • Year and Date
      2015-03-22 – 2015-03-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Nucleating ability of poly (ethylene glycol)-grafted nanocellulose for poly(L-lactide)2015

    • Author(s)
      Fujisawa, S., Saito, T., Iwata, T., Isogai, A.
    • Organizer
      International Symposium on Wood Science and Technology 2015
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀 (東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2015-03-15 – 2015-03-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ナノセルロース分散系高分子複合材料の力学特性2014

    • Author(s)
      藤澤秀次, 池内智康, 齋藤継之, 磯貝 明
    • Organizer
      セルロース学会関東支部ミニシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学農学部中島董一郎記念ホール (東京都文京区)
    • Year and Date
      2014-09-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Thermal and mechanical properties of surface-modified cellulose nanofibrils/poly(L-lactide) composite films2014

    • Author(s)
      Fujisawa, S., Saito, T., Isogai, A.
    • Organizer
      2014 TAPPI International Conference on Nanotechnology for Renewable Materials
    • Place of Presentation
      バンクーバー (カナダ)
    • Year and Date
      2014-06-23 – 2014-06-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ナノセルロース表面改質による新規バイオ系ポリマーナノコンポジットの調製2014

    • Author(s)
      藤澤秀次,齋藤継之,磯貝 明
    • Organizer
      第81回紙パルプ研究発表会
    • Place of Presentation
      東京大学農学部弥生講堂 (東京都文京区)
    • Year and Date
      2014-06-02 – 2014-06-03
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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