樹皮における乾燥・湿潤をトリガーとした分子制御機構の解明

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K14501
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 小林 加代子 京都大学, 農学研究科, 助教 (00806416)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 樹皮 / 木材組織 / 物性 / 含水率

Outline of Annual Research Achievements

本研究では樹木における“樹皮”の部分に注目し、樹皮の物性と乾燥や肥大成長に伴う落屑プロセスのメカニズムの関係を探る。本年度は、 破断面の観察による破断挙動の解析および動的粘弾性測定を用いて水と物性の関係について調べた。具体的な内容を以下に示す。
以前に得られた結果より、サクラ樹皮は湿潤状態では100%以上の破断伸びを示すが、乾燥状態ではわずか10%にまで低下することがわかっている。そこで、湿潤および乾燥状態での引張りにより破断した試料の破断面を走査型電子顕微鏡で観察し、水が樹皮中のどのような構造に影響しているのかを調べることにした。湿潤試料では、引き伸ばされた際に生じたとみられる周期的な亀裂が細胞間層に観察され、破断面は比較的滑らかであった。一方、ほとんど伸びずに破断した乾燥試料では、破断面で荒く毛羽立ったような様子が観察された。
動的粘弾性測定は、相対湿度を35%から90%に変化させながら行った。その結果、相対湿度の上昇に伴って相対湿度60%程度までは貯蔵弾性率が一旦上昇し、それ以上の湿度では下降する現象が見られた。このような挙動は一般的な木材でも観測されることが知られている。しかしながら木材においてもその要因については諸説あり、さらに樹皮は木材とは含まれる成分が大きく異なるため、どのような要因でこのような挙動が発現するのかは不明である。今後、水と樹皮中の成分についての解析を進めていく必要がある。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

樹皮の物性と水との関係については、おおよそ計画通りに研究が進行した。樹皮の変化を観測する実験については次年度以降進めていきたい。

Strategy for Future Research Activity

これまでに含水率と物性に関するデータは徐々に蓄積されてきたが、そのメカニズムの解明には至っていない。メカニズムの解明には、よりミクロな構造と水との関係について解析することが必要である。そこで含水率を変えた試料の固体NMR測定を行うことにより、水がどのような箇所に作用しているのかについて解析を進める予定である。

Causes of Carryover

参加を予定していた学会が中止になったため。次年度は当初予定していなかったNMR測定を行う予定であるため、測定に必要な物品を購入する。