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2014 Fiscal Year Annual Research Report

バイオマスのメソクリスタル化による新機能開発

Research Project

Project/Area Number 24350119
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

木村 恒久  京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (40264593)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords擬単結晶 / セルロース / 磁気プロセッシング / 三次元配向 / 結晶構造解析 / 中性子回折
Outline of Annual Research Achievements

磁気プロセッシングによるバイオマス・バイオ素材の高次元異方化と機能・用途開拓を目的として,研究課題(A)および(B)を遂行した.
(A)X線回折法によりセルロースナノクリスタルセルロースの結晶構造に関する基礎的知見を集積:オリジンが違うセルロースを微細化して磁場配向に供し,セルロースの相関長を求め,オリジンによる違いを明白にした.素材・磁場配向様式を選択して,強磁場印加により,セルロース巨大単結晶の作製を試みた。また、セルロースをナノクリスタル化すると、キラルネマチック相を呈するが、その試料の磁場配向を試み、X線回折像より、3次元配向の可能性を検討した。
(B)擬単結晶化法の中性子構造構造解析へ応用:リゾチーム微結晶をゲル化剤と重水に懸濁させ,3次元配向させた後マトリクスを固化し擬単結晶を作製し,中性子構造解析に供した.その結果、単結晶と同等の中性子回折を得ることに成功した.即ち,被解析結晶の回収が可能な擬単結晶化法を確立し,希少タンパク質の結晶構造解析への応用展開を図る事を可能にした.さらに、微結晶を懸濁させ変調磁場を印加し3次元配向させ、懸濁液を固化することなくX線回折像を得ることに成功した。また、その回折像から結晶構造解析を行い、構造を決定することに成功した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (26 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (14 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Magnetic Alignments of Endohedral Metallofullerene Nanorods under Magnetic Fields2015

    • Author(s)
      M. O. Ishitsuka, H. Nikawa, N. Mizorogi, F. Kimura, T. Kimura, T. Kato, S. Nagase, T. Akasaka
    • Journal Title

      Fullerenes, Nanotubes, Carbon Nanostruct.

      Volume: 23 Pages: 35-39

    • DOI

      10.1080/1536383X.2012.749461

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] etermination of anisotropic magnetic susceptibility of a biaxial crystal via orientational fluctuation of its microcrystalline suspension under magnetic field2014

    • Author(s)
      K. Matsumoto, K. Fujita, T. Tanaka, F. Kimura, and T. Kimura
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 53 Pages: 055501

    • DOI

      10.7567/JJAP.53.055501

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Crystal System Determination from X‐ray Diffraction of Magnetically Oriented Microcrystal Suspensions2014

    • Author(s)
      K. Matsumoto, F. Kimura, G. Song, S. Yamane, H. Kikuchi, T. Tanaka, S. Higuchi, N. Kitamura, and T. Kimura
    • Journal Title

      Cryst. Growth Des.

      Volume: 14 Pages: 6486-6491

    • DOI

      10.1021/cg501357b

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Single crystal structure analysis via magnetically oriented microcrystal arrays2014

    • Author(s)
      F. Kimura, W. Oshima, H. Matsumoto, H. Uekusa, K. Aburaya, M. Maeyama, and T. Kimura
    • Journal Title

      CrystEngComm

      Volume: 16 Pages: 6630-6634

    • DOI

      10.1039/C4CE00839A

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Anisotropic Polymer Composites Synthesized by Immobilizing Cellulose Nanocrystal Suspensions Specifically Oriented under Magnetic Fields2014

    • Author(s)
      M. Tatsumi, F. Kimura, T. Kimura, Y. Teramoto, and Y. Nishio
    • Journal Title

      Biomacromolecules

      Volume: 15 Pages: 4579-4589

    • DOI

      10.1021/bm501629g

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Strong Highly Anisotropic Magnetocellulose Nanocomposite Films Made by Chemical Peeling and In Situ Welding at the Interface Using an Ionic Liquid2014

    • Author(s)
      M. Mashkour, M. Tajvidi, F. Kimura, H. Yousefi, and T. Kimura
    • Journal Title

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      Volume: 5 Pages: 8165-8172

    • DOI

      10.1021/am500709t

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] One-dimensional core-shell cellulose-akaganeite hybrid nanocrystals: synthesis, characterization, and magnetic field induced self-assembly2014

    • Author(s)
      M. Mashkour, T. Kimura, F. Kimura, M. Mashkour, and M. Tajvidi
    • Journal Title

      RSC Adv.

      Volume: 4 Pages: 52542-52549

    • DOI

      10.1039/C4RA09468A

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tunable Self-Assembly of Cellulose Nanowhiskers and Polyvinyl Alcohol Chains Induced by Surface Tension Torque2014

    • Author(s)
      M. Mashkour, T. Kimura, F. Kimura, M. Mashkour, and M. Tajvidi
    • Journal Title

      Biomacromolecules

      Volume: 15 Pages: 60-65

    • DOI

      10.1021/bm401287s

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synchrotron Microscopic Fourier Transform Infrared Spectroscopy Analyses of Biogenic Guanine Crystals Along Axes of Easy Magnetization2014

    • Author(s)
      Y. Mizukawa, Y. Ikemoto, T. Moriwaki, T. Kinoshita, F. Kimura, T. Kimura, and M. Iwasaka
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Magnetics

      Volume: 50 Pages: 5001804

    • DOI

      10.1109/TMAG.2014.2329239

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 磁場配向微結晶試料を用いたセロビオースの単結晶NMR解析2014

    • Author(s)
      宋广杰, 久住亮介, 木村史子, 木村恒久, 出口健三, 大木忍, 藤戸輝昭, 清水禎
    • Organizer
      日本核磁気共鳴学会 第53回NMR討論会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2014-11-04 – 2014-11-06
  • [Presentation] 磁場配向微結晶粉末を用いた単結晶NMR測定2014

    • Author(s)
      木全美香子, 久住亮介, 木村史子, 木村恒久
    • Organizer
      日本核磁気共鳴学会 第53回NMR討論会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2014-11-04 – 2014-11-06
  • [Presentation] 三次元磁場配向した微結晶粉末からのX線単結晶構造解析手法の確立2014

    • Author(s)
      坪井千明, 樋口慎吾, 油家一晃, 木村史子, 前山正孝, 木村恒久
    • Organizer
      平成26年度日本結晶学会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-11-01 – 2014-11-03
  • [Presentation] 三次元磁場配向による生体高分子微結晶の構造解析2014

    • Author(s)
      津久井秀, 木村史子, 藤橋雅宏, 三上文三, 三木邦夫, 木村恒久
    • Organizer
      平成26年度日本結晶学会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-11-01 – 2014-11-03
  • [Presentation] 磁場配向を用いた粉末試料の結晶系、格子定数の推定法2014

    • Author(s)
      松本賢司, 木村史子, 宋广杰, 山根周平, 樋口慎悟, 北村直之, 木村恒久
    • Organizer
      平成26年度日本結晶学会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-11-01 – 2014-11-03
  • [Presentation] X-Ray Diffraction of Magnetically Oriented Microcrystals of Protein2014

    • Author(s)
      S. Tsukui, F. Kimura, K. Mizutani, B. Mikami, T. Kimura
    • Organizer
      23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr2014)
    • Place of Presentation
      Montreal, Canada
    • Year and Date
      2014-08-05 – 2014-08-12
  • [Presentation] X-Ray Single Crystal Structural Analysis of Magnetically Oriented Microcrystals2014

    • Author(s)
      C. Tsuboi, K. Aburaya, S. Higuchi, F. Kimura, M. Maeyama, T. Kimura
    • Organizer
      23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr2014)
    • Place of Presentation
      Montreal, Canada
    • Year and Date
      2014-08-05 – 2014-08-12
  • [Presentation] Determination of Crystal System from Microcrystalline Powde2014

    • Author(s)
      T. Kimura, K. Matsumoto, F. Kimura
    • Organizer
      23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr2014)
    • Place of Presentation
      Montreal, Canada
    • Year and Date
      2014-08-05 – 2014-08-12
  • [Presentation] X-Ray Diffraction from Magnetically Oriented Microcrystal Suspension2014

    • Author(s)
      K. Aburaya, C. Tsuboi, F. Kimura, K. Matsumoto, M. Maeyama, T. Kimura
    • Organizer
      23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr2014)
    • Place of Presentation
      Montreal, Canada
    • Year and Date
      2014-08-05 – 2014-08-12
  • [Presentation] Single Crystal Solid-State NMR of Magnetically Oriented Powder2014

    • Author(s)
      R. Kusumi, F. Kimura, T. Kimura
    • Organizer
      23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr2014)
    • Place of Presentation
      Monteal, Canada
    • Year and Date
      2014-08-05 – 2014-08-12
  • [Presentation] Crystal Structure Analysis of Magnetically Oriented D-Arabinitol Microcrystal2014

    • Author(s)
      S. Yamane, K. Matsumoto, F. Kimura, T. Kimura
    • Organizer
      23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr2014)
    • Place of Presentation
      Montreal, Canada
    • Year and Date
      2014-08-05 – 2014-08-12
  • [Presentation] Magnetically Oriented Powder Crystal to Indexing and Structure Determination2014

    • Author(s)
      F. Kimura, W. Oshima, H. Matsumoto, H. Uekusa, K. Aburaya, M. Maeyama, T. Kimura
    • Organizer
      23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography (IUCr2014)
    • Place of Presentation
      Montreal, Canada
    • Year and Date
      2014-08-05 – 2014-08-05
  • [Presentation] セルロース微結晶の磁場による一軸配向化と化学シフトテンソル解析2014

    • Author(s)
      久住亮介, 木村史子, 木村恒久
    • Organizer
      セルロース学会第21回年次大会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2014-07-17 – 2014-07-18
  • [Presentation] セルロース微結晶キラルネマチック相に及ぼす界面活性剤の効果2014

    • Author(s)
      祖父江尚也, 木村史子, 木村恒久
    • Organizer
      セルロース学会第21回年次大会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      2014-07-17 – 2014-07-18
  • [Book] Chapter 9 in Advances in Organic Chemistry: Comprihensive Review 20152015

    • Author(s)
      T. Kimura
    • Total Pages
      300
    • Publisher
      Springer
  • [Remarks] 配向が制御されたセルロース系材料の創成

    • URL

      http://www.fiber.kais.kyoto-u.ac.jp/html/Research2.html#Theme1

  • [Remarks] 粉末微結晶の単結晶構造解析

    • URL

      http://www.fiber.kais.kyoto-u.ac.jp/html/Research2.html#Theme3

URL: 

Published: 2016-06-01  

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