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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Studies on Molecular Assemblies and Functional Anisotropic Materials Using Cellulosics as a Core Element for the Compositions

Research Project

Project/Area Number 26252025
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

西尾 嘉之  京都大学, 農学研究科, 教授 (00156043)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木村 恒久  京都大学, 農学研究科, 教授 (40264593)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywordsセルロース / 多糖類 / アセンブリー / 異方性 / 複合材料 / キラル液晶 / 配向 / 磁性
Outline of Annual Research Achievements

セルロース系多糖をコア成分とした高機能異方性材料の創製を目的に、各種複合系に応じた分子アセンブリー制御を行い、以下の成果を得た。
1.外力印加型分子アセンブリー制御
(1)置換基分布の異なるセルロースプロピオネート(CP)とケン化度の異なるポリビニルアルコール(PVA)を数種ずつ調製し、CP/PVAブレンド系の相溶マップを作成した。該ブレンドの相溶化には、CP・PVA両成分が水酸基を豊富に含むこととプロピオニル基が適度に6位に偏在したCPを用いることの二点が必要であることが判った。光学フィルム設計の重要な指針となる。 (2)磁性酸化鉄をナノ充填したカラギーナン(CAR)/ポリ(2-ヒドロキシエチルメタクリレート)IPNゲルの粘弾性と耐熱水性を評価し、カテーテル材料として好適であることを示した。 (3)CAR/PVA磁性ゲルから延伸配向によって異方性磁場応答材料を作製し、アクチュエータ機能を実証した。
2.自発配向型分子アセンブリー制御
(1)セルロースナノクリスタルの液晶構造を固定化したポリマーフィルムを作製しCaCO3のミネラリゼーションを行った。耐熱性に優れる異方性ハイブリッド材料の創製を実証した。 (2)各種カルバモイル基を側鎖導入したエチルセルロース誘導体のリオトロピック液晶について、コレステリック周期・センスに及ぼす置換度・溶媒種・温度の効果を明らかにした。 (3)イミダゾリウム塩構造を側鎖に有するアシル化ヒドロキシプロピルセルロースを合成し、コレステリック呈色を示すサーモトロピック液晶の調製に成功した。
3.置換度制御セルロース誘導体の調製に関連して、イオン液体溶媒中で各種セルロースエーテルの迅速合成を検討した。また、無機との複合化に関連して、アルギン酸ベースのIPNゲルにおけるCaCO3のミネラリゼーションと結晶多系の系統評価を行った。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (37 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (28 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 6 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Calcium carbonate mineralization in chiral mesomorphic order-retaining ethyl cellulose/poly(acrylic acid) composite films2018

    • Author(s)
      A. Katsumura, K. Sugimura, Y. Nishio
    • Journal Title

      Polymer

      Volume: 139 Pages: 26~35

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2018.02.006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Producing a magnetically anisotropic soft material: synthesis of iron oxide nanoparticles in a carrageenan/PVA matrix and stretching of the hybrid gelatinous bulk2018

    • Author(s)
      R. Sakai, Y. Teramoto, Y. Nishio
    • Journal Title

      Polymer Journal

      Volume: 50 Pages: 251~260

    • DOI

      10.1038/s41428-017-0008-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of Novel Fluorescent Cellulose Derivatives and Their Applications in Detection of Nitroaromatic Compounds2018

    • Author(s)
      H. Hu, F. Wang, L. Yu, K. Sugimura, J. Zhou, Y. Nishio
    • Journal Title

      ACS Sustainable Chemistry & Engineering

      Volume: 6 Pages: 1436~1445

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.7b03855

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Superparamagnetic IPN gels of carrageenan/PHEMA excelling in shape retention2017

    • Author(s)
      T. Tsuru, K. Sugimura, Y. Nishio
    • Journal Title

      Carbohydrate Polymers

      Volume: 178 Pages: 1~7

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2017.09.018

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 構造多糖由来の高機能材料2017

    • Author(s)
      西尾嘉之, 杉村和紀
    • Journal Title

      高分子

      Volume: 66 Pages: 284~286

  • [Journal Article] Rapid Benzylation of Cellulose in Tetra-n-butylphosphonium Hydroxide Aqueous Solution at Room Temperature2017

    • Author(s)
      M. Abe, K. Sugimura, Y. Nishiyama, Y. Nishio
    • Journal Title

      ACS Sustainable Chemistry & Engineering

      Volume: 5 Pages: 4505~4510

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.7b00492

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] セルロースナノクリスタルの液晶固定化フィルムにおける炭酸カルシウムのミネラリゼーションと結晶多系評価2018

    • Author(s)
      中尾祐貴子, 杉村和紀, 西尾嘉之
    • Organizer
      日本木材学会第68回大会
  • [Presentation] テトラアルキルホスホニウム水酸化物水溶液中でのセルロースの迅速エーテル化2018

    • Author(s)
      阿部充, 杉村和紀, 西山義春, 西尾嘉之
    • Organizer
      日本木材学会第68回大会
  • [Presentation] セルロースおよび関連多糖をコア成分とした高機能材料の創製2018

    • Author(s)
      西尾嘉之
    • Organizer
      日本木材学会第68回大会
    • Invited
  • [Presentation] 木質系バイオマス素材をコア成分とした高機能複合材料の創製2018

    • Author(s)
      西尾嘉之
    • Organizer
      日本材料学会 木質材料部門第296回定例研究会
    • Invited
  • [Presentation] セルロース系多糖をベースとした高機能材料の設計 -電場・磁場による制御例を含めて-2017

    • Author(s)
      西尾嘉之
    • Organizer
      日本レオロジー学会 エレクトロレオロジー研究会第37回例会
    • Invited
  • [Presentation] テトラアルキルホスホニウム水酸化物水溶液中でのセルロースの迅速エーテル化反応2017

    • Author(s)
      阿部充, 杉村和紀, 西山義春, 西尾嘉之
    • Organizer
      第8回イオン液体討論会
  • [Presentation] Calcic mineralization in cellulose derivative/anionic acrylic polymer composites having a chiral nematic mesomorphic structure2017

    • Author(s)
      Y. Nishio
    • Organizer
      European-Japanese Workshop on Cellulose and Functional Polysaccharides 2017
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Miscibility and intermolecular interaction of cellulose ester/poly(vinyl alcohol) blends2017

    • Author(s)
      K. Sugimura, M. Mori, K. Kaseda, Y. Nishio
    • Organizer
      4th International Cellulose Conference (ICC 2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ester and ether derivatization of cellulose using ionic liquids and related solvent systems2017

    • Author(s)
      M. Abe, K. Sugimura, Y. Nishiyama, Y. Nishio
    • Organizer
      4th International Cellulose Conference (ICC 2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Calcium carbonate mineralization in polymer composites with cellulosics providing a chiral nematic mesomorphic structure2017

    • Author(s)
      A. Katsumura, Y. Nakao, K. Sugimura, Y. Nishio
    • Organizer
      4th International Cellulose Conference (ICC 2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chiroptical properties of lyotropic liquid crystals of ethylcelluloses modified with various substituents2017

    • Author(s)
      T. Hirata, H. Ishii, S. Fujita, K. Sugimura, Y. Nishio
    • Organizer
      4th International Cellulose Conference (ICC 2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Blends and graft copolymers of cellulosics: examples of advanced films and fibers, and new horizons2017

    • Author(s)
      Y. Nishio
    • Organizer
      4th International Cellulose Conference (ICC 2017)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Miscibility and physical properties of cellulose ester/vinyl polymer blends2017

    • Author(s)
      K. Sugimura, Y. Nishio
    • Organizer
      5th EPNOE International Polysaccharide Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] セルロース微結晶のポリビニルアルコール懸濁液中での磁場配向2017

    • Author(s)
      森井広起, 和田昌久, 久住亮介, 木村史子, 木村恒久
    • Organizer
      セルロース学会第24回年次大会
  • [Presentation] テトラブチルホスホニウム水酸化物水溶液中でのセルロースの迅速ベンジル化反応2017

    • Author(s)
      阿部充, 杉村和紀, 西尾嘉之, 西山義春
    • Organizer
      セルロース学会第24回年次大会
  • [Presentation] セルロースナノクリスタルの液晶固定化フィルムの作製ならびに無機物との新規ハイブリッド化の検討2017

    • Author(s)
      中尾祐貴子, 杉村和紀, 西尾嘉之
    • Organizer
      セルロース学会第24回年次大会
  • [Presentation] 液晶構造が固定化されたセルロース誘導体フィルムの作製ならびに無機とのハイブリッド化の検討2017

    • Author(s)
      西島歳喜, 勝村文夏, 杉村和紀, 西尾嘉之
    • Organizer
      セルロース学会第24回年次大会
  • [Presentation] クロロフェニルカルバモイル基を側鎖に有するエチルセルロース誘導体の液晶形成挙動2017

    • Author(s)
      藤田真平, 杉村和紀, 西尾嘉之
    • Organizer
      セルロース学会第24回年次大会
  • [Presentation] セルロースプロピオネート/ポバールブレンドの相溶性に及ぼすプロピオニル置換基分布の影響2017

    • Author(s)
      悴田健人, 杉村和紀, 西尾嘉之
    • Organizer
      セルロース学会第24回年次大会
  • [Presentation] アシル化ヒドロキシプロピルセルロースの液晶形成挙動~側鎖末端へのイミダゾリウム塩構造の導入効果~2017

    • Author(s)
      中嶋格, 杉村和紀, 西尾嘉之
    • Organizer
      セルロース学会第24回年次大会
  • [Presentation] セルロースアセテート/N-ビニルピロリドン-ビニルアセテートブロック共重合体のブレンド相溶性と相構造の解析2017

    • Author(s)
      森本奨大, 杉村和紀, 西尾嘉之
    • Organizer
      セルロース学会第24回年次大会
  • [Presentation] アルギン酸/ポリ(4-ビニルピリジン)IPNゲルにおける炭酸カルシウムのミネラリゼーション:溶液環境が膨潤率と生成量に及ぼす影響2017

    • Author(s)
      中谷百花, 杉村和紀, 西尾嘉之
    • Organizer
      セルロース学会第24回年次大会
  • [Presentation] セルロース系多糖をベースとした高機能マテリアル2017

    • Author(s)
      西尾嘉之
    • Organizer
      化学工学会 化学工学懇話会 北九州地区第61回講演会
    • Invited
  • [Presentation] コレステロール誘導体とイミダゾリウムカチオンからなる液晶性錯体の相挙動2017

    • Author(s)
      中嶋格, 北口太志, 杉村和紀, 西尾嘉之
    • Organizer
      高分子学会第66回年次大会
  • [Presentation] Rapid Benzylation of Cellulose in Tetra-n-butylphosphonium Hydroxide Aqueous Solution at Room Temperature2017

    • Author(s)
      M. Abe, K. Sugimura, Y. Nishiyama, Y. Nishio
    • Organizer
      高分子学会第66回年次大会
  • [Presentation] コレステリック構造が固定化されたエチルセルロース/ポリアクリル酸液晶ゲルのネットワーク制御下における炭酸カルシウムミネラリゼーション2017

    • Author(s)
      勝村文夏, 杉村和紀, 西尾嘉之
    • Organizer
      高分子学会第66回年次大会
  • [Presentation] フッ素含有基を有するアシル化ヒドロキシプロピルセルロースの液晶形成挙動2017

    • Author(s)
      石井宏和, 杉村和紀, 西尾嘉之
    • Organizer
      高分子学会第66回年次大会
  • [Presentation] Comparative studies on miscibility and intermolecular interaction for cellulose ester blends with vinyl copolymers2017

    • Author(s)
      K. Sugimura, Y. Nishio
    • Organizer
      253rd ACS National Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 光学樹脂の屈折率、複屈折制御技術2017

    • Author(s)
      杉村和紀, 寺本好邦, 西尾嘉之(分担執筆)
    • Total Pages
      532
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      978-4-86104-660-5
  • [Book] Blends and Graft Copolymers of Cellulosics2017

    • Author(s)
      Y. Nishio, Y. Teramoto, R. Kusumi, K. Sugimura, Y. Aranishi
    • Total Pages
      125
    • Publisher
      Springer International Pub. AG
    • ISBN
      978-3-319-55320-7
  • [Remarks] 複合材料化学分野(西尾研究室)

    • URL

      http://www.fukugou.kais.kyoto-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2018-12-17  

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