• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

樹木ナノセルロースの半導体化とセンサー機能創出

研究課題

研究課題/領域番号 18H02256
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分40020:木質科学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

古賀 大尚  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (30634539)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワードナノセルロース / ナノペーパー / ナノカーボン / 半導体 / 炭化 / グリーンエレクトロニクス / センサー / 導体 / 炭素化
研究成果の概要

本研究では、環境調和型・持続性エレクトロニクスの実現に向け、樹木ナノセルロースの電子ナノ材料化に取り組んだ。まず、元は絶縁体であるナノセルロースの段階的炭化戦略により、その電気特性を絶縁体~半導体~準導体の広範囲で細かく制御(電気抵抗率:10の13乗~10の-2乗 Ω cm、バンドギャップ:5.3~0 eV)することに成功した。さらに、水蒸気選択センシング機能と飛沫モニタリング応用(半導体)から、バイオ燃料電池発電機能とグルコースセンシング応用・LED点灯(準導体)まで、幅広い用途における有用性を確認できた。以上の様に、次世代グリーン・サステイナブルエレクトロニクスに先鞭をつける成果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、全世界の電子デバイス生産量が急増し、枯渇性資源の消費が益々加速している。また、大量の電子ゴミが発生し、人や環境への悪影響を招いている。そのため、持続可能資源由来で、人と環境に優しい電子デバイスの創出が希求されている。本研究の成果は、持続生産可能な樹木ナノセルロースを新奇電子材料に変換し、さらに、デバイス素子(特に、今後益々需要が高まるセンサデバイス)としての有用性を実証したものである。すなわち、人と環境に調和する電子デバイスの創出に貢献するもので、学術的にも社会的にも意義深い成果と言える。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 3件、 招待講演 14件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Cellulose Nanofiber Coatings on Cu Electrodes for Cohesive Protection against Water-Induced Short-Circuit Failures2021

    • 著者名/発表者名
      T. Kasuga, H. Yagyu, K. Uetani, H. Koga, M. Nogi
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: - 号: 4 ページ: 3861-3868

    • DOI

      10.1021/acsanm.1c00267

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pyrolyzed Chitin Nanofiber Paper as a Three-Dimensional Porous and Defective Nanocarbon for Photosensing and Energy Storage2021

    • 著者名/発表者名
      L. Zhu, Y. Huang, Y. Morishita, K. Uetani, M. Nogi, H. Koga
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry C

      巻: 9 号: 13 ページ: 4444-4452

    • DOI

      10.1039/d0tc05799a

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct Determination of the Degree of Fibrillation of Wood Pulps by Distribution Analysis of Pixel-Resolved Optical Retardation2021

    • 著者名/発表者名
      K. Uetani, K. Kasuya H. Koga, M. Nogi
    • 雑誌名

      Carbohydrate Polymers

      巻: 254 ページ: 117460-117460

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2020.117460

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Speed Fabrication of Clear Transparent Cellulose Nanopaper by Applying Humidity-Controlled Multi-Stage Drying Method2020

    • 著者名/発表者名
      L. Chenyang, T. Kasuga, K. Uetani, H. Koga, M. Nogi
    • 雑誌名

      Nanomaterials

      巻: 10 号: 11 ページ: 2194-2194

    • DOI

      10.3390/nano10112194

    • NAID

      120006955463

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Checkered films of multiaxis oriented nanocelluloses by liquid-phase three-dimensional patterning2020

    • 著者名/発表者名
      K. Uetani, H. Koga, M. Nogi
    • 雑誌名

      Nanomaterials

      巻: 10 号: 5 ページ: 958-958

    • DOI

      10.3390/nano10050958

    • NAID

      120006955448

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cellulose Paper Support with Dual-Layered Nano-Microstructures for Enhanced Plasmonic Photothermal Heating and Solar Vapor Generation2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Huang, Y. Morishita, K. Uetani, M. Nogi, H. Koga
    • 雑誌名

      Nanoscale Advances

      巻: - 号: 6 ページ: 2339-2346

    • DOI

      10.1039/d0na00163e

    • NAID

      120006955455

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thermal diffusivity modulation driven by the interfacial elastic dynamics between cellulose nanofibers2020

    • 著者名/発表者名
      Uetani Kojiro, Izakura Shogo, Koga Hirotaka, Nogi Masaya
    • 雑誌名

      Nanoscale Advances

      巻: 2 号: 3 ページ: 1024-1030

    • DOI

      10.1039/c9na00734b

    • NAID

      120006955447

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] セルロースナノファイバーの構造・物性および材料への展開状況2020

    • 著者名/発表者名
      上谷幸治郎、古賀大尚、能木雅也
    • 雑誌名

      高分子

      巻: 69(2) ページ: 71-75

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] “Return to the Soil” Nanopaper Sensor Device for Hyperdense Sensor Networks2019

    • 著者名/発表者名
      Kasuga Takaaki, Yagyu Hitomi, Uetani Kojiro, Koga Hirotaka, Nogi Masaya
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 11 号: 46 ページ: 43488-43493

    • DOI

      10.1021/acsami.9b13886

    • NAID

      120006955451

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ナノセルロースと電子材料の融合によるグリーン・ペーパーエレクトロニクスの創出2019

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚
    • 雑誌名

      日本印刷学会誌

      巻: 56 号: 3 ページ: 137-141

    • DOI

      10.11413/nig.56.137

    • NAID

      130007679417

    • ISSN
      0914-3319, 1882-4935
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Paper-based disposable molecular sensor constructed from oxide nanowires, cellulose nanofibers, and pencil-drawn electrodes2019

    • 著者名/発表者名
      H. Koga, K. Nagashima, Y. Huang, G. Zhang, C. Wang, T. Takahashi, A. Inoue, H. Yan, M. Kanai, Y. He, K. Uetani, M. Nogi, T. Yanagida
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 11 号: 16 ページ: 15044-15050

    • DOI

      10.1021/acsami.9b01287

    • NAID

      120006955460

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 紙のリノベーション戦略による新機能創発2018

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚
    • 雑誌名

      Cellulose Communications

      巻: 25(3) ページ: 101-106

    • NAID

      40021677766

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 紙のリノベーション戦略とデバイス・リアクター応用展開2018

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚
    • 雑誌名

      紙パルプ技術タイムス

      巻: 61(6) ページ: 53-59

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 異分野融合による紙のリノベーション研究2018

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚、長島一樹、仁科勇太
    • 雑誌名

      セラミックス

      巻: 53(6) ページ: 391-394

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ナノセルロース半導体の創出と機能開拓2020

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚
    • 学会等名
      アライアンス合同ウェブ分科会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ナノセルロースでつくる新しい紙の材料・構造設計と機能創発2020

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚
    • 学会等名
      高分子学会、エコマテリアル研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 炭化ナノセルロースペーパーのメソ孔構造設計とエネルギー変換機能2020

    • 著者名/発表者名
      森下哲孝、黄茵トン、上谷幸治郎、能木雅也、古賀大尚
    • 学会等名
      第70回日本木材学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ナノセルロースと電子材料の融合によるグリーン・フレキシブルエレクトロニクスの創出2020

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚、長島一樹、高橋綱己、仁科勇太
    • 学会等名
      電子情報通信学会 有機エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Nanochitin-derived 3D porous and defective nanocarbons for photo-sensing and energy-storage applications2020

    • 著者名/発表者名
      Luting Zhu, Yuki Yoshida, Kojiro Uetani, Masaya Nogi, Hirotaka Koga
    • 学会等名
      The 23nd SANKEN International Symposium, The 18th SANKEN Nanotechnology International Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 樹木ナノセルロースを用いたナノカーボンの調製と光熱変換機能2019

    • 著者名/発表者名
      森下哲孝、上谷幸治郎、能木雅也、古賀大尚
    • 学会等名
      第46回炭素材料学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Nanocellulose and nanochitin-derived nanocarbons: structure and electrical properties2019

    • 著者名/発表者名
      Luting Zhu, Yuki Yoshida, Kojiro Uetani, Masaya Nogi, Hirotaka Koga
    • 学会等名
      第46回炭素材料学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Carbonized Bionanofiber Paper for Electronic Applications2019

    • 著者名/発表者名
      Luting Zhu, Yuki Yoshida, Kojiro Uetani, Masaya Nogi, Hirotaka Koga
    • 学会等名
      The 2nd edition of the International Symposium of CEFMS-NCTU, RCAS-AS (Taiwan) and 5-star Alliance (Japan)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure and Electronic Properties of Carbonized Nanocellulose and Nanochitin Papers2019

    • 著者名/発表者名
      Luting Zhu, Yuki Yoshida, Kojiro Uetani, Masaya Nogi, Hirotaka Koga
    • 学会等名
      第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ナノセルロース材料の新機能・用途開拓2019

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚
    • 学会等名
      第7回アライアンスG1分科会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 樹木ナノセルロース由来 3D ナノポーラスカーボンの新機能開拓2019

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚、長島一樹、高橋綱己、仁科勇太
    • 学会等名
      第7回アライアンス若手研究交流会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 樹木ナノセルロースの電子機能創発2019

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚、吉田由紀、上谷幸治郎、能木雅也、長島一樹、高橋綱己、柳田剛、仁科勇太
    • 学会等名
      第9回物質・デバイス領域共同研究拠点活動報告会・平成30年度ダイナミックアライアンス成果報告会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] セルロースナノファイバーによる高機能材料の創出とSDGsに向けたポテンシャル2019

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚
    • 学会等名
      ナノテクノロジーの社会実装がもたらすSDGsへの貢献
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノセルロースによる紙の再構築と機能創発2019

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚
    • 学会等名
      高分子学会関西支部、第92回高分子若手研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 農と工、伝統と先端の融合による紙のリノベーション2019

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚
    • 学会等名
      産研テクノサロン-農と食の産業科学
    • 関連する報告書
      2019 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による紙の再構築と機能開拓2019

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚
    • 学会等名
      セルロースナノファイバーの最前線 2019 in 大阪
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electrical conductivity and optical bandgap of carbonized cellulose nanofiber papers2019

    • 著者名/発表者名
      D. Fukushima, K. Nagashima, T. Takahashi, T. Yanagida, Y. Nishina, K. Uetani, M. Nogi, H. Koga
    • 学会等名
      The 22nd SANKEN International Symposium, The 17th SANKEN Nanotechnology International Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 木材ナノセルロースペーパーの炭素化と電気特性遷移2019

    • 著者名/発表者名
      福島大喜、吉田由紀、上谷幸治郎、能木雅也、古賀大尚、仁科勇太、高橋綱己、長島一樹、柳田剛
    • 学会等名
      第69回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ナノセルロースによる紙のリノベーション ~SDGsに向けた機能革新~2019

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚
    • 学会等名
      高知大学研究拠点プロジェクト 革新的な水・バイオマス循環システムの構築 公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノセルロースとナノ技術が拓く紙の機能イノベーション2019

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚
    • 学会等名
      生産技術振興協会アライアンス委員会 ナノ技術応用分科会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノセルロースと酸化亜鉛ナノワイヤの融合による使い捨てペーパーセンサの創出2018

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚、長島一樹、柳田剛、能木雅也
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 炭化ナノセルロースペーパーの細孔構造設計とスーパーキャパシタ電極応用2018

    • 著者名/発表者名
      福島大喜、上谷幸治郎、能木雅也、古賀大尚
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 全固体柔軟性引張スーパーキャパシタの作製2018

    • 著者名/発表者名
      劉貴銘、李万里、李財富、福島大喜、古賀大尚、長尾至成、何鵬、菅沼克昭
    • 学会等名
      MES2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 紙と無機ナノ材料の融合と構造設計による触媒・電子機能創発2018

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] 樹木ナノセルロースの電子機能創発2018

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚、能木雅也、長島一樹、高橋綱己、柳田剛、仁科勇太
    • 学会等名
      第6回アライアンス若手研究交流会
    • 関連する報告書
      2018 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と有機・無機ナノ材料の融合とデバイス応用展開2018

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚
    • 学会等名
      Nanoscience and Nanotechnology seminar
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 紙のフレキシブル電子ペーパーに向けた要素技術開発2018

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚
    • 学会等名
      2018年度 第4回 日本画像学会技術研究会
    • 関連する報告書
      2018 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を用いた紙のリノベーション戦略と応用展開2018

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚
    • 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] ナノセルロースがもたらす紙の機能革新 “紙のリノベーション”2018

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚
    • 学会等名
      ファインケミカルジャパン2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 持続可能社会をつくるバイオプラスチック (CSJ:34), 4章②2020

    • 著者名/発表者名
      能木雅也、古賀大尚(分担執筆)
    • 総ページ数
      196
    • 出版者
      株式会社 化学同人
    • ISBN
      9784759813944
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] エレクトロクロミックデバイスの開発最前線, 第2編・第15章2019

    • 著者名/発表者名
      古賀大尚(分担執筆)
    • 総ページ数
      216
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 阪大セルロースナノファイバー研究-古賀大尚

    • URL

      http://kogahirotaka.com/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書 2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi