| 研究課題/領域番号 |
17H03840
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
木質科学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
磯貝 明 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (40191879)
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| 研究分担者 |
齋藤 継之 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (90533993)
堀川 祥生 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 特任准教授 (90637711)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
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| キーワード | セルロース / レベルオフ重合度 / セルロースミクロフィブリル / 非晶領域 / セルロースナノファイバー / セルロースナノクリスタル / TEMPO / TEMPO触媒酸化 / 希酸加水分解 |
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| 研究成果の概要 |
単離精製された高等植物セルロース繊維を希酸中で加熱処理すると、常に一定の平均重合度200～300に低分子化し、この値はレベルオフ重合度（LODP）として知られている。このLODPが植物セルロースの生合成段階から生成しているのか否かを含め、LODP生成機構の解明を目的とした。その結果、LODPに対応するセルロースミクロフィブリルの長さ方向に周期的に存在する非晶領域は、単離精製した高等植物セルロースのセルロース含有量（純度）および乾燥条件により、後天的に生成することを明らかにした。従って、植物セルロース原料を適正に選択すれば、これまで不可能であった酸性下での多様な化学反応が適用可能になる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで植物セルロース繊維の化学反応においては、酸性条件下での反応は著しい分子量低下が避けられないため、合成高分子分野のような幅広く多様な化学反応の適用には限界があった。しかし、本研究により、低分子化の要因となる非晶領域の生成が、単離－精製過程での乾燥条件に依存することが明らかになった。従って、乾燥条件を避けて未乾燥セルロース繊維を出発素材として用いることにより、高強度物性の発現に関与する高分子量を有する、セルロースの誘導体化、セルロースの酸化等の多様な化学反応が、酸性下でも可能となり、再生産可能なバイオマスであるセルロースの有効利用、高機能化につながる成果が得られた。
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