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高光応答性ナノセルロース材料

研究課題

研究課題/領域番号 13F03392
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 木質科学
研究機関東京大学

研究代表者

磯貝 明  東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (40191879)

研究分担者 YANG Quanling  東京大学, 農学生命科学研究科, 外国人特別研究員
YANG Quanling  東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードセルロース / ナノファイバー / TEMPO / 量子ドット / 蛍光 / 半導体 / quantum dot / cellulose nanofibril / fluorescence / Linear arrays
研究実績の概要

当研究室で見出されたTEMPO酸化セルロースナノファイバー(TOCN)は、環境適合型の水系触媒反応で前処理され、低解繊エネルギーで、完全ナノ分散化が可能であり、約3nmと超極細幅の結晶性セルロースミクロフィブリルレベルにまで変換された新規バイオ系ナノ材料である。本研究では、TOCN表面に高密度で規則的にカルボキシル基のNa塩が存在する特異的ナノ構造を利用し、機能性ナノ半導体物質として注目されている量子ドット(Quantum Dot:QD)との複合化による、新規高機能材料の創製に向けた基礎的研究を進めた。試料として、表面にアミン基を有するQD資料を準備し、カルボキシル基をプロトン化したTOCNを水中に分散させ、中和反応によってTOCN表面のカルボキシル基の塩型で、QDナノ粒子をTOCN表面に結合させる最適条件を検討した。原子間力顕微鏡画像から、TOCN表面にQDナノ粒子がイオン結合を介して分布していることが確認できた。また、QDの粒子径によってQD複合化TOCNの水分散液は、紫外線照射によって波長の異なる蛍光を発した。また、QD複合化TOCN水分散液をキャスト-乾燥して得られるフレキシブル透明フィルムについても、紫外線照射によって特異的な蛍光色を示すことが確認でき、TOCN/QD複合化物が蛍光フィルムとして利用可能であることが明らかになった。また、TOCNとQDの結合状態を赤外分光法によって検討したところ、カルボキシル基の全てがQDのアミン基と塩結合を形成しているのではなく、一部のカルボキシル基が塩結合することでQDナノ粒子をTOCN表面上に固定化していることが判明した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Formation of β-ketoester bonds between alkylketene dimer (AKD) and cellulose at AKD/cellulose interface for efficient hydrophobization2014

    • 著者名/発表者名
      Quanling Yang, Miyuki Takeuchi, Tsuguyuki Saito, and Akira Isogai
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 30 号: 27 ページ: 8109-8118

    • DOI

      10.1021/la501706t

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of hydrophobic nature of composite film surfaces by assembly of hydrophilic nanocellulose and nanoclay components2014

    • 著者名/発表者名
      Chun-Nan Wu, Tsuguyuki Saito, Quanling Yang, Hayaka Fukuzumi, and Akira Isogai
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials and Interfaces

      巻: 6 号: 15 ページ: 12707-12712

    • DOI

      10.1021/am502701e

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly tough and transparent layered composites of nanocellulose and synthetic silicate2014

    • 著者名/発表者名
      Chun-Nan Wu, Quanling Yang, et al., Akira Isogai
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 6 号: 1 ページ: 392-399

    • DOI

      10.1039/c3nr04102f

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cellulose-clay layered nanocomposite films fabricated from aqueous cellulose/LiOH/urea solution2012

    • 著者名/発表者名
      Quanling Yang, Chun-Nan Wu, Tsuguyuki Saito, Akira Isogai
    • 雑誌名

      Carbohydrate Polymers

      巻: 100 ページ: 179-184

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2012.10.044

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Strongly luminescent nanocomposites prepared from TEMPO-oxidized cellulose nanofibrils and quantum dots2015

    • 著者名/発表者名
      Quanling Yang, Zuqun Shi Z, Zi-Dong Qi, Tsuguyuki Saito, Akira Isogai
    • 学会等名
      International Symposium on Wood Science and Technology 2015
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Self-reinforced cellulose nanofibril/cellulose nanocomposites2014

    • 著者名/発表者名
      Quanling Yang, Tsuguyuki Saito, Akira Isogai
    • 学会等名
      Japanese-European workship "Celulose and functional polysaccharides"
    • 発表場所
      Berlin
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Superior reinforcement effect of cellulose nanofibrils in regenerated cellulose matrix2014

    • 著者名/発表者名
      Quanling Yang, Tsuguyuki Saito, Akira Isogai
    • 学会等名
      International Symposium on Fiber Science and Technology (ISF 2014)
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-09-29 – 2014-10-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Superior reinforcing effect of TEMPO‐oxidized cellulose nanofibrils2014

    • 著者名/発表者名
      Quanling Yang, Tsuguyuki Saito, Akira Isogai
    • 学会等名
      Green Chemistry: Gordon Research Conference, Industrial Successes and Challenges
    • 発表場所
      Hong Kong
    • 年月日
      2014-07-27 – 2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Chemical Structures of Alkylketene Dimer (AKD) at the AKD/Cellulose Interfaces2014

    • 著者名/発表者名
      Quanling Yang, Miyuki Takeuchi, Tsuguyuki Saito, Akira Isogai
    • 学会等名
      セルロース学会年次大会
    • 発表場所
      鹿児島市、鹿児島大学
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] All-cellulose composites reinforced with TEMPO-oxidized cellulose nanofibrils2014

    • 著者名/発表者名
      Quanling Yang, Tsuguyuki Saito, Akira Isogai
    • 学会等名
      The 245th American Chemical Society National Meeting
    • 発表場所
      Dallas Convention Center, Dallas, TX, USA
    • 年月日
      2014-03-16
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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