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Janus-type surface design of nanocelluloses by Pickering emulsion system

Research Project

Project/Area Number 18K05767
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 40020:Wood science-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Yokota Shingo  九州大学, 農学研究院, 助教 (30600374)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsセルロースナノファイバー / 表面・界面 / ピッカリングエマルション / 両親媒性構造 / 表面化学修飾 / 両親媒性 / ナノセルロース / エマルション / 化学改質 / 表面/界面 / ヤヌス
Outline of Final Research Achievements

This study clarified that the cellulose nanofibers prepared by aqueous counter collision (ACC-CNF) possess both hydrophobic and hydrophilic planes on a single nanofibril surface. Furthermore, it was indicated that this amphiphilic ACC-CNF was densely adsorbed at oil and water interface, which resulting in stable Pickering emulsion formation. The surface of ACC-CNF was acetylated only in oil phase of an emulsion system. The localized hydrophobic faces induced unique self-aggregation behavior of the modified CNF in water, which would be applied as a new approach to fabricate a material with higher-ordered hierarchical structure in an aqueous system.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

循環利用可能なバイオマスのマテリアル変換は、脱炭素社会構築の一翼を担う研究開発課題である。樹木等から得られるセルロースナノファイバー(CNF)は、優れた物性をもつバイオナノ素材と注目されているが、原料や製造法により異なる、その表面物性の理解と制御が鍵となる。本研究では、両親媒性を示すACC法由来のCNFについて、表面構造・表面物性の基礎知見を得た。特に、ACC-CNFの優れた乳化特性は、食品を含む広範な分野へ応用展開が期待されるものである。

Report

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

    (44 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results) Presentation (35 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 4 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Facile surface modification of amphiphilic cellulose nanofibrils prepared by aqueous counter collision2021

    • Author(s)
      Yokota Shingo、Tagawa Satomi、Kondo Tetsuo
    • Journal Title

      Carbohydrate Polymers

      Volume: 255 Pages: 117342-117342

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2020.117342

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    • Author(s)
      Ishida Koichiro、Yokota Shingo、Kondo Tetsuo
    • Journal Title

      Carbohydrate Polymers

      Volume: 261 Pages: 117845-117845

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2021.117845

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      Ye Wenbo、Yokota Shingo、Fan Yimin、Kondo Tetsuo
    • Journal Title

      Cellulose

      Volume: 28 Issue: 4 Pages: 2167-2181

    • DOI

      10.1007/s10570-021-03676-2

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    • Author(s)
      Tsuji Tsubasa、Tsuboi Kunio、Yokota Shingo、Tagawa Satomi、Kondo Tetsuo
    • Journal Title

      Biomacromolecules

      Volume: 22 Issue: 2 Pages: 620-628

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.0c01464

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      Kohji Yamamoto, Takuya Tsubota, Tomohide Uno, Yutaro Tsujita, Shingo Yokota, Hideki Sezutsu, Kazuei Mita
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 521 Issue: 2 Pages: 347-352

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.10.121

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      Shingo Yokota, Keita Kamada, Aki Sugiyama, Tetsuo Kondo
    • Journal Title

      Carbohydrate Polymers

      Volume: 226 Pages: 115293-115293

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2019.115293

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    • Journal Title

      Colloids and Surfaces B: Biointerfaces

      Volume: 178 Pages: 74-79

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2019.02.051

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      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K003860/index.html

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      http://biomat.agr.kyushu-u.ac.jp/

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

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