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Estimation of thermal conductive properties of nanocelluloses based on their accumlated materials

Research Project

Project/Area Number 17K18169
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Wood science
Polymer/Textile materials
Research InstitutionOsaka University (2018)
Rikkyo University (2017)

Principal Investigator

Uetani Kojiro  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (20733306)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsセルロース / 熱伝導性 / 配向制御 / 伝熱異方性 / 固有複屈折 / 乾燥プロセス / 位相差 / 熱伝導 / 高分子 / ナノファイバー / 伝熱性
Outline of Final Research Achievements

In this study, we carried out the analysis of fundamental parameters of nanocellulose fibers by using the accumulated paper materials. By using the aligned nanocellulose papers with the stepwise orientation degrees, we demonstrated the orientation dependence of thermal conductive properties to estimate the thermal conductive anisotropy for the single nanocellulose fibers. In addition, we carried on analyzing the optical parameters for these aligned nanocellulose papers to reveal the intrinsic birefringence for the cellulose molecule. Both the thermal conductivity and birefringence were linearly correlated with each other through the fiber orientation. The orientation control for these nanocellulose fibers pave the way for the simultaneously manipulation of the thermal conructive and optical performances.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で判明したナノセルロースの伝熱異方性により、熱流を制御するフォノンエンジニアリング材料が広く開発可能となる。特に、熱膨張係数や透明性との同時制御が可能な熱流制御紙は、高密度実装された電子デバイスからの排熱を効率化する基材への展開が期待される。また、セルロースの基礎光学特性である固有複屈折の導出により、ナノセルロースを本格的な光学部材へと展開する可能性が拓かれた。これにより従来配向度が正確に導出できなかったセロファンなどの非晶性セルロース材料において配向度の定量評価が可能になるため、セルロースのさらなる精密な活用が推進される。

Report

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

    (43 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (34 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 4 results) Book (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Estimation of the Intrinsic Birefringence of Cellulose Using Bacterial Cellulose Nanofiber Films2019

    • Author(s)
      Uetani Kojiro、Koga Hirotaka、Nogi Masaya
    • Journal Title

      ACS Macro Letters

      Volume: - Issue: 3 Pages: 250-254

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.9b00024

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      Uetani Kojiro、Izakura Shogo、Kasuga Takaaki、Koga Hirotaka、Nogi Masaya
    • Journal Title

      Colloids and Interfaces

      Volume: 2 Issue: 4 Pages: 71-71

    • DOI

      10.3390/colloids2040071

    • NAID

      120006955449

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    • Author(s)
      Juanjuan Fan, Shinsuke Ifuku, Mengzhu Wang, Kojiro Uetani, Hai-Wei Liang, Haipeng Yu, Yongming Song, Xiaohe Li, Jiale Qi, Yiqun Zheng, Haigang Wang, Jing Shen, Xianquan Zhang, Qing Li, Shou-Xin Liu, Yixing Liu, Qingwen Wang, Jian Li, Ping Lu, Zhuangjun Fan, Wenshuai Chen
    • Journal Title

      ACS Sustainable Chemistry & Engineering

      Volume: - Issue: 5 Pages: 6624-6634

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.8b00418

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    • Author(s)
      Uetani Kojiro、Okada Takumi、Oyama Hideko T.
    • Journal Title

      ACS Macro Letters

      Volume: 6 Issue: 4 Pages: 345-349

    • DOI

      10.1021/acsmacrolett.7b00087

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    • Author(s)
      Uetani, K., Hatori, K.
    • Journal Title

      Sci. Technol. Adv. Mater.

      Volume: 18 Issue: 1 Pages: 877-892

    • DOI

      10.1080/14686996.2017.1390692

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      294
    • Publisher
      (株)R&D支援センター
    • ISBN
      9784905507314
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    • Publisher
      日刊工業新聞
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    • Author(s)
      上谷幸治郎、藤澤秀次
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    • Publisher
      一般社団法人繊維学会
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] ふすま含有熱可塑性樹脂組成物及びその製造方法2018

    • Inventor(s)
      池本裕之、牧田美希、野出純一、川口亮太、上谷幸治郎
    • Industrial Property Rights Holder
      池本裕之、牧田美希、野出純一、川口亮太、上谷幸治郎
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-064319
    • Filing Date
      2018
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URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2020-03-30  

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