| 研究課題/領域番号 |
16510094
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
ナノ材料・ナノバイオサイエンス
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| 研究機関 | 福井工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
山本 裕之 福井工業高等専門学校, 一般科目教室, 教授 (00158304)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2006年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2005年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2004年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
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| キーワード | バクテリアセルロース / バルブ / セルロースナノファイバー / 酸加水分解処理 / ボールミル処理 / セルロース結晶 / セルロース / 酸化チタン複合材料 / 色素増感太陽電池 / パルプ / 塩酸加水分解 / SEM観察 / 苛性ソーダ / 超音波処理 / アルカリ熔解 / 硫酸加水分解 / 色素増感型太陽電池 / 粉末X線回折 / ミクロクリスタル / 酸化チタン-セルロース材料 / ボールミル粉砕処理 / 複合材料 / 疎水性セルロース膜 |
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| 研究概要 |
超微細繊維であるバクテリアセルロースのナノファイバーを用いて、疎水性のセルロース膜および無機化合物との複合化による高機能性材料を開発することが本研究の目的で1ある。最初にバクテリアセルロースのナノファイバーを作製するため、酸加水分解やボールミルを用いたナノファイバー化を検討した。その結果、80℃、50%硫酸による加水分解処理において、(200)面、(11-0)面の結晶サイズはほとんど減少しない。これに対して、(110)面の結晶サイズは2割程度減少することが明らかとなった。これは(110)面問で形成されている水素結合と関係しているためと考えられる。また、160℃、60%硫酸による加水分解処理においては(110)面の結晶サイズの減少はあまり認められなかった。このことから、硫酸加水分解処理には処理温度を高くする方がより有効であり、この方法により5nm程度のセルロース結晶が得られることが明らかとなった。一方、ボールミル粉砕処理では、使用しているメノウ容器が削られ、その微粉末が大量に混入する。このため、この方法によるナノファイバー化は適切な方法でないことが明らかになった。
次に、最近実用化の段階に達している色素増感型太陽電池の基板材料へのバクテリアセルロースの可能性について検討した。バクテリアセルロースは培養過程で膜を形成するため、酸化チタン粉末を培養液中に分散させ、バクテリアセルロース/酸化チタン複合膜を作製した。しかしながら、酸化チタンの光触媒作用により、セルロースが分解され、複合膜の強度が著しく低下することが分かった。この点の改良を検討中である。
最後に、バクテリアセルロースとパルプセルロースの塩酸加水分解法によるナノファイバーの作製し、これらのナノファイバーを8%苛性ソーダに溶解させた後、いろいろな有機溶媒にキャストし、疎水性セルロース膜作製の可能性を検討した。しかし、今回は顕著な結果を得ることはできなかった。
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