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2018 Fiscal Year Research-status Report

伸長成長過程における竹の細胞壁構造解析と竹独自の新規セルロースナノ複合材料の創製

Research Project

Project/Area Number 17K17840
Research InstitutionKyoto Institute of Technology

Principal Investigator

岡久 陽子  京都工芸繊維大学, 繊維学系, 助教 (70456804)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords竹 / 伸長成長 / セルロースナノファイバー
Outline of Annual Research Achievements

本研究の内容は、竹を中心とした未利用の草本バイオマス資源の新規利用システムの構築(セルロースナノファイバー化)を目指して、植物学解析の観点からの細胞壁構造の解析と、それに基づく均一ナノファイバー製造およびナノファイバー複合材料の開発を行うものである。
2年目は当初の計画通り、成長ステージに応じた最適な物理的解繊手法の開発を目指して研究を行った。
具体的には、成長ステージの異なる竹材(未成熟材・全長:0.3 m、2 m、10 mおよび成竹)からセルロースを精製し、軽微な機械解繊処理(超音波ホモジナイザー)により解繊の程度がどのように異なるかについて検討した。製造したナノファイバーを用いて作製したシートの表面のSEM観察からは、成竹から製造したシート表面には太いパルプ繊維が確認されたのに対し、伸長成長初期の材においては未解繊のパルプ繊維は消滅しており、ナノ解繊に成功していることが確認された。また、TGAを用いた熱重量測定においても伸長成長初期のものが最も分解温度が高く、性能が高いことが明らかになった。これまで未利用資源であった未成熟竹材の新たな利活用法としてナノファイバー化が有効である可能性が考えられる。また、竹と同じ単子葉類に属するアブラヤシ・パーム搾油残渣からのセルロースナノファイバー製造を行い、果肉部や種子殻部といった原料の部位による違いが製造後のセルロースナノファイバーの性能にどのような影響を与えるのかについて検討を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

今年度は「成長ステージに応じた最適な物理的解繊手法の開発」を目指して、様々な成熟度の竹材からのセルロースナノファイバー製造を試みた結果、これまで未利用資源であった未成熟竹材の新たな利活用法としてナノファイバー化が有効である可能性が見いだされた。さらに、竹と同じ単子葉類に属するアブラヤシ・パーム搾油残渣からのセルロースナノファイバー製造についても検討を行い、竹材のみならず広く大型草本類由来のセルロースナノファイバーに対する新規の知見を得ることができたため。

Strategy for Future Research Activity

今後は竹材および大型草本類特有の性能を活かした独自のセルロースナノファイバーおよび複合材料の開発のため、細胞壁構造および構成成分の違いが与える影響についてのみならず、セルロースナノファイバーと樹脂との相互作用の解明についてなど、基礎的な知見の集約を目指す。高分子材料を専門とする工学分野の研究者からの協力も受けながら研究を推進していく予定である。

Causes of Carryover

残金2円のため、次年度の物品購入に用いる予定である。

  • Research Products

    (15 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] ラジャマンガラ工科大学タンヤブリ校(タイ)

    • Country Name
      THAILAND
    • Counterpart Institution
      ラジャマンガラ工科大学タンヤブリ校
  • [Journal Article] Chemical Characterization of Bamboo and its Potential Use asReinforcing Materials2019

    • Author(s)
      OKAHISA Yoko
    • Journal Title

      Journal of The Adhesion Society of Japan

      Volume: 55 Pages: 105~110

    • DOI

      https://doi.org/10.11618/adhesion.55.105

  • [Journal Article] Plasticizing effect of lignin on urushi in bio-composite films2019

    • Author(s)
      Narita Chieko、Okahisa Yoko、Yamada Kazushi
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 161 Pages: 49~54

    • DOI

      DOI: 10.1016/j.polymer.2018.11.063

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of Silk-Fibroin Nanofiber Film with Native β-Sheet Structure via a Never Dried-Simple Grinding Treatment2019

    • Author(s)
      Okahisa Yoko、Narita Chieko、Yamada Kazushi
    • Journal Title

      Journal of Fiber Science and Technology

      Volume: 75 Pages: 29~34

    • DOI

      DOI: 10.2115/fiberst.2019-0005

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparison of cellulose nanofiber properties produced from different parts of the oil palm tree2018

    • Author(s)
      Okahisa Yoko、Furukawa Yuma、Ishimoto Kiyoaki、Narita Chieko、Intharapichai Kamthorn、Ohara Hitomi
    • Journal Title

      Carbohydrate Polymers

      Volume: 198 Pages: 313~319

    • DOI

      DOI: 10.1016/j.carbpol.2018.06.089

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 摺り漆処理木材の表面性状の解析と生物劣化特性との関連性2019

    • Author(s)
      岡久陽子、成田智恵子、吉村剛
    • Organizer
      第69回日本木材学会大会
  • [Presentation] 白いタケの創製およびそのキャラクタリゼーション2019

    • Author(s)
      暮井達己、半智史、船田良、堀川祥生、小林(岡久)陽子
    • Organizer
      第69回日本木材学会大会
  • [Presentation] 竹齢の異なるモウソウチクにおけるリグニン構造解析と動的粘弾性との関係2019

    • Author(s)
      神代圭輔、小林(岡久)陽子、芦谷初樹、冨田健、古田裕三、山村正臣、梅澤俊明
    • Organizer
      第69回日本木材学会大会
  • [Presentation] 原料・パルプ化法・微細化法がセルロースナノファイバーの特性に与える影響2019

    • Author(s)
      鈴木春花、藤原健、安部久、鈴木養樹、児嶋美穂、池田努、野尻正信、戸川英二、久保智史、勝亦京子、松本雄二、小倉孝太、岡久陽子、清水美智子、遠藤貴士、林徳子
    • Organizer
      第69回日本木材学会大会
  • [Presentation] The production of cellulose nanofibers from oil palm residue2018

    • Author(s)
      Yoko Okahisa, Yuma Furukawa, Kiyoaki Ishimoto, Kamthorn Intharapichai
    • Organizer
      The Fiber Society’s Spring 2018 Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 未木化竹材からの爆砕処理による効率的セルロースナノファイバー製造2018

    • Author(s)
      岡久陽子、棚橋光彦
    • Organizer
      セルロース学会第25回年次大会
  • [Presentation] 超臨界二酸化炭素を利用した天然高分子エアロゲルの調製2018

    • Author(s)
      上枝翔馬、岡久陽子、小谷英治、奥林里子
    • Organizer
      セルロース学会第25回年次大会
  • [Presentation] Wood property analysis and evaluation of Japanese cedar as a raw material for cellulose nanofibers2018

    • Author(s)
      Chunhua Zhang, Takeshi Fujiwara, Miho Kojima, Youki Suzuki, Tsutomu Ikeda, Satoshi Kubo, Eiji Togawa, Kyoko Katsumata, Yuji Matsumoto, Kouta Ogura, Yoko Okahisa, Michiko Shimizu, Takashi Endo, Noriko Hayashi
    • Organizer
      Wood Nanotechnology Conference 2018
  • [Presentation] 異なる竹齢におけるリグニン構造解析と動的粘弾性の関連性2018

    • Author(s)
      岡久陽子、芦谷初樹、冨田健、神代圭輔、古田裕三、山村正臣、梅澤俊明
    • Organizer
      平成30年度 繊維学会秋季研究発表会
  • [Presentation] Fabrication of fibroin nanofibers remaining beta-sheet structures.2018

    • Author(s)
      Yoko Okahisa
    • Organizer
      "Asia and Africa Science Platform Program, Establishment of Collaboration Research for ‘Neo-Fiber Technology’ in Asia and Africa Seminar Series 11"
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-12-27  

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