位置選択的な表面改質法によるナノセルロースの構造および機能制御
| Project/Area Number |
14J06871
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Wood science
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
清水 美智子 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2015-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2014)
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| Budget Amount *help |
¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | ナノセルロース / TEMPO / イオン交換 / カルボキシル基 / 疎水性 / 延性 / フィルム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、ナノセルロース系材料の課題とされる耐水性や脆性という特性を改善することである。そのため、ナノセルロース材料の中でもTEMPO酸化セルロースナノフィブリル（TOCN）を用いて、TOCN表面に存在するカルボキシル基の対イオンを様々なイオンに交換した。本年度は4級アンモニウムイオンへと対イオンを交換したTOCNの有機溶媒中への分散性と、フィルムの光学・力学特性について検討を行った。
プロトン型カルボキシル基を有するTEMPO酸化セルロースパルプに、水酸化4級アンモニウム水溶液を加えることで、全ての対イオンを4級アンモニウムイオンへと交換した。本研究で検討した4級アンモニウム型TOCNは、水だけでなくDMFやメタノールなどにも分散し、最もアルキル鎖の長いテトラブチルアンモニウムを用いることで、低比誘電率を有するアセトンやイソプロピルアルコールにもTOCNを分散させることが可能となった。この結果は、現在ナノセルロースの応用展開先として有望視されている、疎水性ポリマーとの複合材料にTOCNが利用できる可能性を示したといえる。次に、4級アンモニウム型TOCN水分散液から、キャスト乾燥法により透明な自立フィルムを作製した。導入した4級アンモニウムイオンの炭素数により、フィルムの構造を制御できることが明らかとなった。テトラメチルアンモニウム型、テトラエチルアンモニウム型フィルムは高破断歪みと高破壊仕事を示した。フィルムの水滴接触角を測定したところ、テトラブチルアンモニウム型フィルムは100度という疎水性といえる値を示した。従って本研究で作製したTOCNフィルムは、表面疎水性かつ延性を有することが明らかとなった。つまり、ナノセルロース系材料の課題を克服したTOCNの調製に成功したといえる。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(1 results)
Research Products
(6 results)
