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Development of wood nanocellulose semiconductors for sensor applications

Research Project

Project/Area Number 18H02256
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 40020:Wood science-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Koga Hirotaka  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (30634539)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Keywordsナノセルロース / ナノペーパー / ナノカーボン / 半導体 / 炭化 / グリーンエレクトロニクス / センサー / 導体 / 炭素化
Outline of Final Research Achievements

In this research, wood nanocellulose was successfully converted into electronic nanomaterials towards environmentally friendly and sustainable electronics. First, we have succeeded in finely controlling the electrical properties of nanocellulose, which is originally an insulator, in a wide range from insulator to semiconductor to quasi-conductor through a stepwise carbonization strategy. Furthermore, we have confirmed the usefulness of the material in a wide range of applications, from humidity selective sensing and droplet monitoring (semiconductor) to biofuel cell power generation, glucose sensing, and LED lighting (quasi-conductor). Thus, these results will open new doors to next-generation green and sustainable electronics.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、全世界の電子デバイス生産量が急増し、枯渇性資源の消費が益々加速している。また、大量の電子ゴミが発生し、人や環境への悪影響を招いている。そのため、持続可能資源由来で、人と環境に優しい電子デバイスの創出が希求されている。本研究の成果は、持続生産可能な樹木ナノセルロースを新奇電子材料に変換し、さらに、デバイス素子(特に、今後益々需要が高まるセンサデバイス)としての有用性を実証したものである。すなわち、人と環境に調和する電子デバイスの創出に貢献するもので、学術的にも社会的にも意義深い成果と言える。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (46 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (14 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 7 results) Presentation (29 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 14 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Cellulose Nanofiber Coatings on Cu Electrodes for Cohesive Protection against Water-Induced Short-Circuit Failures2021

    • Author(s)
      T. Kasuga, H. Yagyu, K. Uetani, H. Koga, M. Nogi
    • Journal Title

      ACS Applied Nano Materials

      Volume: - Issue: 4 Pages: 3861-3868

    • DOI

      10.1021/acsanm.1c00267

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      L. Zhu, Y. Huang, Y. Morishita, K. Uetani, M. Nogi, H. Koga
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry C

      Volume: 9 Issue: 13 Pages: 4444-4452

    • DOI

      10.1039/d0tc05799a

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      K. Uetani, K. Kasuya H. Koga, M. Nogi
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      Volume: 254 Pages: 117460-117460

    • DOI

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      Volume: 10 Issue: 11 Pages: 2194-2194

    • DOI

      10.3390/nano10112194

    • NAID

      120006955463

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      Volume: 10 Issue: 5 Pages: 958-958

    • DOI

      10.3390/nano10050958

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      120006955448

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      Volume: - Issue: 6 Pages: 2339-2346

    • DOI

      10.1039/d0na00163e

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      120006955455

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      10.1039/c9na00734b

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      120006955447

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      Volume: 11 Issue: 46 Pages: 43488-43493

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      10.1021/acsami.9b13886

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      120006955451

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      Volume: 56 Issue: 3 Pages: 137-141

    • DOI

      10.11413/nig.56.137

    • NAID

      130007679417

    • ISSN
      0914-3319, 1882-4935
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    • Journal Title

      ACS Applied Materials & Interfaces

      Volume: 11 Issue: 16 Pages: 15044-15050

    • DOI

      10.1021/acsami.9b01287

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      120006955460

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      Cellulose Communications

      Volume: 25(3) Pages: 101-106

    • NAID

      40021677766

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    • Publisher
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      http://kogahirotaka.com/

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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