| Project/Area Number |
19K21928
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 19:Fluid engineering, thermal engineering, and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
SHIOMI Junichiro 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40451786)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
工藤 正樹 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 准教授 (60634524)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | セルロースナノファイバー / フィラメント / 紡糸 / フォノンエンジニアリング |
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| Outline of Research at the Start |
CNF材料のさらなる高付加価値化を狙って、高い熱伝導率を有するセルロースナノファイバー材料を開発することを目指す。そのために、CNF分散液を縮流しながらゲル化する「Flow Focusing法」によって強配向フィラメント（糸）を作製し、配向度と熱伝導率の相関や乾燥や引っ張り印加の影響およびそのメカニズムを明らかにする。フォノン輸送の観点から微視的に熱伝導を理解・制御する「フォノンエンジニアリング」技術を駆使し、それらで得られる知見にもとづいて作製方法を革新する。さらに、フィラメントを連続的に巻き取る紡糸技術を開発して基板や布などの「バルク材」に仕立て上げる。
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| Outline of Final Research Achievements |
We have developed cellulose nanofibril (CNF) materials with high thermal conductivity with the aim of increasing the added value of cellulose materials. Using the flow focusing method with appropriate salt and post process, we obtained a CNF filament with thermal conductivity exceeding 10W/mK. In addition, we have developed a continuous winding system by spooling CNF filaments.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
ナノセルロースの技術を森林産業の育成や低炭素社会の実現に繋げるためには、ナノセルロース材料の機能のさらなる多岐化および高付加価値化が必要であり、熱機能はその候補の１つである。一方で、放熱材としての研究はこれまで少なく、本研究による高い熱伝導率を有するCNFフィラメントの実現は、生分解性を有しフレキシブルな熱マネージメント新材料として、例えば電子デバイスの基板などへ応用が期待できる。
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