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セルロース緻密層のナノ空間を反応場とするフラッシュケミストリー

研究課題

研究課題/領域番号 16K14959
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 木質科学
研究機関九州大学

研究代表者

北岡 卓也  九州大学, 大学院農学研究院, 教授 (90304766)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードナノセルロース / ナノファイバー / TEMPO酸化 / カルボキシ基 / 結晶界面 / 触媒・化学プロセス / 反応・分離工学 / ナノ複合材料 / 界面反応 / マイクロフロー / 糖鎖 / ナノ材料 / 複合材料・物性
研究成果の概要

樹木多糖類セルロースの最小エレメントであるセルロースナノファイバーは、様々な有用物性を発現することから次世代ナノ素材として期待されている。本研究では、天然セルロースをTEMPO酸化したナノセルロースが、極めて高活性な固体酸触媒として機能することを見出した。アセタールの酸加水分解に供したところ、芳香族・脂肪族・ケタールなど様々な基質を速やかに分解した。速度論的解析の結果、I型結晶界面への基質吸着による局所的濃縮効果が認められた。この反応特異性は、ナノセルロース界面のカルボキシ基の密度・分布が鍵を握っており、天然多糖固有のナノ構造特性が誘起する新たなマテリアル機能として今後の展開に期待がもたれる。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 5件、 招待講演 8件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Interfacial Hydrolysis of Acetals on Protonated TEMPO-oxidized Cellulose Nanofibers2018

    • 著者名/発表者名
      Yuya Tamura, Kyohei Kanomata, Takuya Kitaoka
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 5021-5021

    • DOI

      10.1038/s41598-018-23381-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 紙の構造が決め手の触媒材料の新展開2018

    • 著者名/発表者名
      北岡卓也
    • 雑誌名

      繊維学会誌

      巻: 74 号: 1 ページ: P-16-P-19

    • DOI

      10.2115/fiber.74.P-16

    • NAID

      130006308975

    • ISSN
      0037-9875, 1884-2259
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multilayer-stacked paper-structured catalysts for microflow Suzuki-Miyaura cross-coupling reaction2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ishihara, Kyohei Kanomata, Taichi Homma, Takuya Kitaoka
    • 雑誌名

      Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis

      巻: 121 号: 2 ページ: 523-537

    • DOI

      10.1007/s11144-017-1178-y

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ペーパー構造体触媒によるフィッシャー・トロプシュ反応2017

    • 著者名/発表者名
      才村綾美、北岡卓也
    • 雑誌名

      九州大学超顕微解析研究センター報告

      巻: 41 ページ: 160-161

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 紙とセルロースの構造が主役の材料機能創発2017

    • 著者名/発表者名
      北岡卓也
    • 雑誌名

      繊維学会誌

      巻: 73 号: 5 ページ: P-195-P-196

    • DOI

      10.2115/fiber.73.P-195

    • NAID

      130006865311

    • ISSN
      0037-9875, 1884-2259
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dual-layered paper-structured catalysts for sequential desulfurization and methane-steam reforming of simulated biogas containing hydrogen sulfide2017

    • 著者名/発表者名
      Saimura A., Shiratori Y., Kitaoka T.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science

      巻: 52 号: 1 ページ: 314-325

    • DOI

      10.1007/s10853-016-0332-7

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] セルロースのナノ構造特性に着目したマテリアル機能の創発2017

    • 著者名/発表者名
      北岡卓也
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 86 ページ: 117-121

    • NAID

      130007715486

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Paper-structured catalysts with porous fiber networks for Fischer-Tropsch synthesis2016

    • 著者名/発表者名
      Saimura A., Kitaoka T.
    • 雑誌名

      Journal of Korea TAPPI

      巻: 48 号: 6 ページ: 30-45

    • DOI

      10.7584/jktappi.2016.12.48.6.32

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 樹木ナノセルロース自身を酸触媒とするアセタールの酸加水分解反応2018

    • 著者名/発表者名
      田村侑也、鹿又喬平、北岡卓也
    • 学会等名
      第68回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ナノセルロース界面を局所的反応場とする酵素触媒重合によるリグニンの構造制御2018

    • 著者名/発表者名
      宮田拓摩、鹿又喬平、Pui Ying Lam、飛松裕基、北岡卓也
    • 学会等名
      第68回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ペーパー構造を反応場とするフィッシャー・トロプシュ合成反応2017

    • 著者名/発表者名
      才村綾美、北岡卓也
    • 学会等名
      第67回日本木材学会大会(福岡大会)
    • 発表場所
      九州大学(福岡市東区)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 樹木ナノセルロース界面におけるアセタールの加水分解反応2017

    • 著者名/発表者名
      田村侑也、北岡卓也
    • 学会等名
      第67回日本木材学会大会(福岡大会)
    • 発表場所
      アクロス福岡(福岡市中央区)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノセルロースが主役の先端マテリアルの機能開拓2017

    • 著者名/発表者名
      北岡卓也
    • 学会等名
      グリーン科学技術研究所セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] セルロースナノファイバー界面の高密度カルボキシ基によるアセタールの酸加水分解反応2017

    • 著者名/発表者名
      田村侑也、鹿又喬平、北岡卓也
    • 学会等名
      繊維学会2017年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Cellulose nanofiber as an enhancer of organocatalytic reactions2017

    • 著者名/発表者名
      Mochammad Iqbal Ardi Wibowo, Kyohei Kanomata, Takuya Kitaoka
    • 学会等名
      第84回紙パルプ研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 表面カルボキシ化ナノセルロースによるアセタールの酸加水分解反応2017

    • 著者名/発表者名
      田村侑也、鹿又喬平、北岡卓也
    • 学会等名
      第84回紙パルプ研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ナノセルロース界面を反応場とするリグニンの酵素合成2017

    • 著者名/発表者名
      宮田拓摩、鹿又喬平、北岡卓也
    • 学会等名
      第84回紙パルプ研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Nanocellulose-assisted organocatalytic Michael addition2017

    • 著者名/発表者名
      Naliharifetra Jessica Ranaivoarimanana, Kyohei Kanomata, Takuya Kitaoka
    • 学会等名
      セルロース学会第24回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] TEMPO酸化ナノセルロース自身が固体酸触媒として働くアセタールの酸加水分解反応2017

    • 著者名/発表者名
      田村侑也、鹿又喬平、北岡卓也
    • 学会等名
      セルロース学会第24回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ナノセルロース界面を局所的反応場とするコニフェリルアルコールの酵素触媒重合2017

    • 著者名/発表者名
      宮田拓摩、鹿又喬平、北岡卓也
    • 学会等名
      セルロース学会第24回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ナノセルロース界面を反応場とするリグニンの酵素合成とマトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析装置による構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      宮田拓摩、鹿又喬平、北岡卓也
    • 学会等名
      九州大学大学院農学研究院研究教育支援センター機器利用成果発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Interfacial hydrolysis of acetals by carboxylated cellulose nanofibers2017

    • 著者名/発表者名
      Yuya Tamura, Kyohei Kanomata, Takuya Kitaoka
    • 学会等名
      4th International Cellulose Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanocellulose accelerates asymmetric Michael additions in proline-mediated organocatalysis2017

    • 著者名/発表者名
      Naliharifetra Jessica Ranaivoarimanana, Kyohei Kanomata, Takuya Kitaoka
    • 学会等名
      4th International Cellulose Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanocellulose as an enhancer of proline-mediated organocatalytic Michael addition2017

    • 著者名/発表者名
      Naliharifetra Jessica Ranaivoarimanana, Kyohei Kanomata, Takuya Kitaoka
    • 学会等名
      平成29年度繊維学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and characterization of cellulose nanocrystals from oil palm empty fruit bunch pulp2017

    • 著者名/発表者名
      Novitri Hastuti, Kyohei Kanomata, Takuya Kitaoka
    • 学会等名
      平成29年度繊維学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ナノセルロースが分子キラリティを支配する界面不斉反応の創発2017

    • 著者名/発表者名
      北岡卓也
    • 学会等名
      第2回ナノセルロース展講演会「ナノセルロース研究最前線」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノセルロースの構造が決め手の触媒機能創発2017

    • 著者名/発表者名
      北岡卓也
    • 学会等名
      第39回バイオマスイノベーション研究会
    • 発表場所
      大阪大学中之島センター(大阪市北区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nanocellulose architecture and heterogeneous catalysis2016

    • 著者名/発表者名
      Kitaoka T.
    • 学会等名
      28th Annual Meeting of the Thai Society for Biotechnology and International Conference (TSB2016)
    • 発表場所
      Chiang Mai, Thailand
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nanocellulose composites for heterogeneous catalysis2016

    • 著者名/発表者名
      Kitaoka T.
    • 学会等名
      2016 Pan Pacific Conference of the Technical Associations of the Pulp and Paper Industry (TAPPI)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Paper-structured catalysts with porous fiber networks for Fischer-Tropsch synthesis2016

    • 著者名/発表者名
      Saimura A., Kitaoka T.
    • 学会等名
      2016 Pan Pacific Conference of the Technical Associations of the Pulp and Paper Industry (TAPPI)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 紙の空隙構造を触媒反応場とするフィッシャー・トロプシュ合成反応2016

    • 著者名/発表者名
      才村綾美、北岡卓也
    • 学会等名
      第83回紙パルプ研究発表会
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-06-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 紙の積層構造をマイクロ反応場とするバイヤー・ビリガー酸化反応2016

    • 著者名/発表者名
      石原由貴、北岡卓也
    • 学会等名
      第83回紙パルプ研究発表会
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-06-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ペーパー触媒の積層構造をマイクロフロー反応場とするバイヤー・ビリガー酸化反応2016

    • 著者名/発表者名
      石原由貴、北岡卓也
    • 学会等名
      繊維学会予稿集2016(年次大会)
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノセルロースが引き出す触媒機能の新展開2016

    • 著者名/発表者名
      北岡卓也
    • 学会等名
      日本不織布協会第8回産官学連携の集い
    • 発表場所
      太閤園(大阪市都島区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノセルロースのアイデンティティ2016

    • 著者名/発表者名
      北岡卓也
    • 学会等名
      京都グリーンケミカル・ネットワーク第7回勉強会「セルロースナノファイバー最前線セミナー」
    • 発表場所
      京都市成長産業創造センター(京都市伏見区)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Biomaterials and Catalysts2016

    • 著者名/発表者名
      Kitaoka T.
    • 学会等名
      Academic Seminar at Kasetsart University
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 「セルロースナノファイバーの触媒担体利用とファインケミカル合成応用」 セルロースナノファイバー ~実用化に向けた製造・複合化・評価技術~2018

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚、北岡卓也
    • 総ページ数
      280
    • 出版者
      株式会社情報機構
    • ISBN
      9784865021462
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 「セルロースナノファイバーと金属ナノ材料の複合化と構造設計による電子機能創発」 セルロースナノファイバー ~実用化に向けた製造・複合化・評価技術~2018

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚、北岡卓也
    • 総ページ数
      280
    • 出版者
      株式会社情報機構
    • ISBN
      9784865021462
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 「機能紙最前線」 ~次世代機能紙とその垂直連携に向けて~2017

    • 著者名/発表者名
      北岡卓也(分担執筆)
    • 総ページ数
      350
    • 出版者
      加工技術研究会
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 生物資源化学研究室ホームページ

    • URL

      http://bm.wood.agr.kyushu-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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