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Characterization and performance improvement of tough hydrogels based on cellulose and chitin nanofibers

Research Project

Project/Area Number 23780185
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Wood science
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

ABE Kentaro  京都大学, 生存圏研究所, 助教 (20402935)

Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywordsセルロース / キチン / ナノファイバー / ゲル / 高強度 / ハイドロゲル / アルカリ処理 / キトサン
Research Abstract

Cellulose and chitin exist in nature as highly crystalline nanofibers. First, this study prepared the hydrogels from an aqueous suspension of cellulose nanofibers only by NaOH treatment. The nanofiber suspensions were converted into two kinds of hydrogels with different crystal forms in response to the increasing concentration of NaOH. When treated in 6-9 wt% NaOH, a hydrogel was formed by aggregating the nanofibers with the original morphology and the original crystal form. However, the hydrogel prepared at 15 wt% NaOH had a network formed by the interdigitation of nanofibers and exhibited a highly crystalline cellulose II structure. This method can be applied to chitin nanofibers. In the case of chitins, the use of ethanol voided the dissolution during neutralization and enabled the preparation of a higher strength hydrogel. These unique hydrogels are expected to further expand the application area of natural polymer hydrogels by capturing the features of crystalline networks.

Report

(4 results)
  • 2013 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2012 Research-status Report
  • 2011 Research-status Report
  • Research Products

    (32 results)

All 2014 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (28 results) (of which Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Preparation of tough hydrogels based on β-chitin nanofibers via NaOH treatment2014

    • Author(s)
      Abe K, Ifuku S, Kawata M, Yano H
    • Journal Title

      Cellulose

      Volume: 21 Issue: 1 Pages: 535-540

    • DOI

      10.1007/s10570-013-0095-0

    • NAID

      120005465864

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      Abe K, Yano H
    • Journal Title

      Cellulose

      Volume: 19(6) Issue: 6 Pages: 1907-1912

    • DOI

      10.1007/s10570-012-9784-3

    • NAID

      120005385595

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    • Journal Title

      Carbohydrate Polymers

      Volume: 85(4) Issue: 4 Pages: 733-737

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2011.03.028

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    • URL

      http://kyouindb.iimc.kyoto-u.ac.jp/view/

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Published: 2011-08-05   Modified: 2019-07-29  

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