2016 Fiscal Year Annual Research Report
Artificial Cutile-New Trend of Biomimicry Based on New Materials Design-
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26620183
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
宇山 浩 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70203594)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | クチクラ / クチン / バイオミミクリー / セルロース / バイオベースポリマー / 植物油脂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の表皮にはクチクラがあり、一部の植物では良く発達することで丈夫な膜を形成し、木材には見られない優れた撥水性と柔軟性を示す。クチクラは不飽和脂肪酸の重合体であるクチンと非水溶性の脂肪酸エステルであるワックスから構成されている。本研究ではクチクラの構成成分を単純化して人工クチクラの開発を行った。クチクラのセルロース層としてアモルファスセルロースフィルム（ACF）を開発した。ACFはセルロースのLiCl/DMAc溶液から作製され、ACFの結晶構造、光学的性質、機械的性能、酵素加水分解率を評価した。ACFは市販のセロハンと同等の機械的性質を有し、より高い透明性や酵素加水分解率（セロファンの7倍）を示した。また、分岐状脂肪族ポリエステルから構成されるクチンのミミックポリマーを植物油脂を主成分として合成した。松脂から採取したトール油脂肪酸由来のダイマー酸とポリアミンの反応物（ポリアミドアミン）を原料とし、脂肪族エポキシと反応させて人工クチン（バイオベースネットワークポリマー）を創製した。人工クチクラの開発における重要な項目がセルロース層と人工クチン層の接着であり、本研究は表面の化学修飾により階層的接着を検討した。セルロース層に対しては、セルロースシートを次亜塩素酸ナトリウム水溶液に浸漬し、遮光下で反応させることでセルロースの水酸基を酸化開裂し、アルデヒド基を導入した。一方、アミノ基含有の人工クチンシートを作製した。アルデヒド導入セルロースシートとアミノ基含有人工クチンシートを接着したところ、手による圧着で十分に接着を達成した。
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