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Development of molecular water transfer system with cellulose powder made by using original milling method

Research Project

Project/Area Number 16K00645
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Design and evaluation of sustainable and environmental conscious system
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

KODA Tomonori  山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 准教授 (60261715)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西岡 昭博  山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (50343075)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywordsセルロース / 結晶性 / 水 / 水耕栽培 / 吸水性 / 環境技術 / バイオマス / 表面・界面物性
Outline of Final Research Achievements

This study is for research and development of a spontaneous water transfer device by using cellulose powder crystalline structure of which is arranged by original milling method. This original method was innovated as an effective way to destroy crystalline structure of starch and cellulose to obtain amorphous starch and cellulose. The water transfer device is made of cellulose powder filled in a tube-like container. Native cellulose is crystalline material. We made amorphous cellulose powder by adapting the above milling method for native crystalline cellulose. Finally we prepared three types of cellulose powder: native crystalline type, amorphous type, and re-crystallized type for constituent materials of the spontaneous water transfer device. Water transfer properties of the devices was examined. Results showed that the highest speed of water absorbance was marked for the native crystalline material, and the lowest speed was for re-crystallized material.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本課題の成果はセルロースと水の親和性を利用した水の移送法に関するものである。本課題で検討した水分子移送デバイスによる水耕栽培が実現すれば、食料不足や砂漠化などの問題が解決できる可能性がある。セルロースは植物由来の材料であるため、水分子移送デバイスを水耕栽培に利用することは、生態系の中で循環的にセルロースを生産することを意味する。植物は空気中の二酸化炭素を用いて自らの構造を構築する。セルロースの構成元素は炭素と水素と酸素であるため、セルロースの使用量が増えることは直接的に空気中の二酸化炭素を固定化することを意味する。したがって、本研究の成果は将来的には地球温暖化の緩和につながる可能性もある。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2018 2017 2016

All Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Presentation] Molecular Structure around the Substrate2018

    • Author(s)
      Tomonori Koda, Takaya Sato, Akihiro Nishioka
    • Organizer
      Bridging the Scales in Soft Matter Simulations
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] セルロースの粉体を用いた水分子移送デバイスの開発2018

    • Author(s)
      香田智則、佐藤恭哉、西岡昭博
    • Organizer
      Mesoscopic Dynamics Of the Interface 2018 (MDOI2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] セルロース粉体の吸水性を利用した水分子移送デバイスの開発2017

    • Author(s)
      今俊基、近藤寛之、香田智則、宮田剣、西尾太一、西岡昭博
    • Organizer
      第9回 日本応用糖質科学会東北支部会講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] セルロース粉体の粒径や結晶性が吸水性に与える影響2016

    • Author(s)
      近藤寛之、香田智則、西尾太一、宮田剣、西岡昭博
    • Organizer
      平成28年度 繊維学会 秋季研究発表会
    • Place of Presentation
      山形大学工学部
    • Year and Date
      2016-09-20
    • Related Report
      2016 Research-status Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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