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独自の粉砕技術で製造した粉体状セルロースを用いた水分子移送デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K00645
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 持続可能システム
研究機関山形大学

研究代表者

香田 智則  山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 准教授 (60261715)

研究分担者 西岡 昭博  山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (50343075)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードセルロース / 結晶性 / 水 / 水耕栽培 / 吸水性 / 環境技術 / バイオマス / 表面・界面物性
研究成果の概要

本研究課題は独自の粉砕技術で結晶性を制御したセルロースの粉体を用いて水を移送するデバイスを開発するためのものである。独自の粉砕技術とは温度制御した臼式粉砕装置により処理を施すことで、澱粉やセルロースの結晶構造を解(ほぐ)して非晶化する技術である。粉砕処理を施した非晶性セルロースの粉体、未粉砕の結晶性セルロースの粉体、および非晶性セルロースの粉体を再結晶化させた再結晶性セルロースの粉体を充填した管を水分子移送デバイスとして吸水性の評価を行った。吸水速度については、最も速いのが結晶性セルロース、続いて非晶性セルロース、最も遅いのが再結晶性セルロースの粉体であるという結果を得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題の成果はセルロースと水の親和性を利用した水の移送法に関するものである。本課題で検討した水分子移送デバイスによる水耕栽培が実現すれば、食料不足や砂漠化などの問題が解決できる可能性がある。セルロースは植物由来の材料であるため、水分子移送デバイスを水耕栽培に利用することは、生態系の中で循環的にセルロースを生産することを意味する。植物は空気中の二酸化炭素を用いて自らの構造を構築する。セルロースの構成元素は炭素と水素と酸素であるため、セルロースの使用量が増えることは直接的に空気中の二酸化炭素を固定化することを意味する。したがって、本研究の成果は将来的には地球温暖化の緩和につながる可能性もある。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] Molecular Structure around the Substrate2018

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Koda, Takaya Sato, Akihiro Nishioka
    • 学会等名
      Bridging the Scales in Soft Matter Simulations
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] セルロースの粉体を用いた水分子移送デバイスの開発2018

    • 著者名/発表者名
      香田智則、佐藤恭哉、西岡昭博
    • 学会等名
      Mesoscopic Dynamics Of the Interface 2018 (MDOI2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] セルロース粉体の吸水性を利用した水分子移送デバイスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      今俊基、近藤寛之、香田智則、宮田剣、西尾太一、西岡昭博
    • 学会等名
      第9回 日本応用糖質科学会東北支部会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] セルロース粉体の粒径や結晶性が吸水性に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      近藤寛之、香田智則、西尾太一、宮田剣、西岡昭博
    • 学会等名
      平成28年度 繊維学会 秋季研究発表会
    • 発表場所
      山形大学工学部
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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