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放射光X線を用いた微生物産生多糖エステルにおける結晶形成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K21712
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 高分子・繊維材料
持続可能システム
研究機関公益財団法人高輝度光科学研究センター

研究代表者

加部 泰三  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門, 研究員 (00768864)

研究協力者 岩田 忠久  東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 教授 (30281661)
甘 弘毅  東京大学, 大学院農学生命科学研究科
増永 啓康  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 主幹研究員 (50398468)
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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2016年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
キーワードβ1,3グルカンプロピオネート / 多糖誘導体 / 結晶化挙動 / 高次構造 / 大型放射光 / 時分割X線 / 溶融紡糸 / カードラン / 多糖エステル / β1,3グルカン / 繊維 / 放射光 / リアルタイム測定 / 放射光X線 / X線同時測定 / 球晶 / バイオマス / プラスチック / 材料化 / バイオマス由来プラスチック / 型放射光 / 高次構造形成メカニズム / 溶融紡糸大 / リアルタイム観察
研究成果の概要

石油由来のプラスチックに対して、植物や微生物などの再生可能資源から作製されるバイオマス由来プラスチックが注目を集めている。本研究では、バイオマス由来プラスチックであり、微生物が生産する物質から合成されるβ1,3グルカンプロピオネートに着目し、これらを材料化する際に必要な情報である結晶化挙動の観察を目的にした。大型放射光施設から生成されるX線を使用した実験、具体的には、球晶の構造および紡糸過程の構造形成に着目して分析を行った。この結果、静的環境下におけるβ1,3グルカンプロピオネートの球晶発現および紡糸過程における結晶化についての知見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

石油資源の乏しい我が国においては、石油に依存しない材料の開発および活用は急務である。再生可能資源であるバイオマスを使用したプラスチックは多く開発されているが、その中でも多糖誘導体は、石油由来プラスチックや脂肪族のバイオマス由来プラスチックにはない、独特な性質を有している。本研究で用いたβ1,3グルカンプロピオネートは、多糖誘導体のなかでも比較的容易に繊維化が可能であることが判明し、加工性もよいことが判明した。これらの結晶化挙動を調査することは、材料化を行うために必要不可欠な情報を取得し、今後の多糖系プラスチックの材料化を推し進める重要な研究であるといえる。

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

    (9件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Crystal structures and crystalline elastic modulus of paramylon esters2019

    • 著者名/発表者名
      Gan Hongyi、Kabe Taizo、Kimura Satoshi、Hikima Takaaki、Takata Masaki、Iwata Tadahisa
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 172 ページ: 7-12

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2019.03.002

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 微生物産生ポリエステルおよびカードランエステルの繊維化・フィルム化と高次構造2018

    • 著者名/発表者名
      KABE TAIZO
    • 雑誌名

      繊維学会誌

      巻: 74 号: 8 ページ: P-360-P-364

    • DOI

      10.2115/fiber.74.P-360

    • NAID

      130007437186

    • ISSN
      0037-9875, 1884-2259
    • 年月日
      2018-08-10
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] カードランプロピオネート繊維の作製と放射光 X 線を用いた結晶化挙動の観察2018

    • 著者名/発表者名
      加部泰三、岩田忠久
    • 学会等名
      平成30年度繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 微生物産生プラスチックから作製した繊維と最近の放射光で行われている繊維についての実験2018

    • 著者名/発表者名
      加部泰三
    • 学会等名
      繊維学会夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mechanical properties and highly ordered structure analysis of curdlan propionate and its melt spun fiber2018

    • 著者名/発表者名
      Taizo KABE and Tadahisa IWATA
    • 学会等名
      256th ACS National Meeting & Exposition in boston
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation and crystallization behavior of curdlan propionate fiber2018

    • 著者名/発表者名
      Taizo KABE and Tadahisa IWATA
    • 学会等名
      MoDeSt2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] β1,3グルカンプロピオネートの繊維化と結晶化挙動2018

    • 著者名/発表者名
      加部泰三、岩田忠久
    • 学会等名
      第68回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanical properties and highly ordered structure analysis of curdlan propionate and its melt spun fiber2018

    • 著者名/発表者名
      Taizo KABE, Tadahisa IWATA
    • 学会等名
      256th ACS National Meeting & Expositio
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation and crystallization behavior of curdlan propionate fiber2018

    • 著者名/発表者名
      Taizo KABE, Tadahisa IWATA
    • 学会等名
      MoDeSt2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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