Development of efficient and high-speed dehydration technique for bionanofiber/water dispersion using electrophoretic deposition

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K20592
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0603:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Kasuga Takaaki 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (40915584)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2024-03-31
• Keywords: セルロースナノファイバー / 電気泳動堆積 / 電着 / 電気浸透 / ハイドロゲル / 脱水処理

Outline of Final Research Achievements

Dehydration of a cellulose nanofiber (CNF)/water dispersion requires large amounts of energy and time due to the high hydrophilicities and high specific surface areas of the CNFs. In this study, electrodeposition of CNFs was evaluated as a dehydration method. Electrodeposition at a DC voltage of 10 V on a 0.2 wt% CNF/water dispersion resulted in a concentration of ~1.58 wt% in 1 h. The dehydration energy efficiency was ~300 times greater than that of dehydration by evaporation. This study provides a new method for dehydration and reuse of TEMPO-oxidized CNF/water dispersions and provides new insights into control of the hierarchical structures of CNFs by electrodeposition.

Free Research Field

ナノ材料工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

セルロースナノファイバーは高機能かつ持続可能なナノ繊維だが、製造工程上水を多量に含んだ水分散液の状態を出発原料として利用する必要がある。加えてセルロースナノファイバーは水との親和性が高いため脱水に多大なエネルギー及び時間が必要であり、フィルムや乾燥体、樹脂複合材製造に向けた脱水工程の効率化が求められている。本成果によりCNFの産業利用におけるコスト要因である脱水工程の改善が期待でき、持続可能な社会の実現への貢献が期待できる。