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セルロースのその場自己組織化を利用したナノコンポジット材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 18J15025
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 高分子・繊維材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

秦 裕樹  東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(PD) (30872981)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードセルロース / その場自己組織化 / 多孔体 / ナノ材料 / 分散固定 / ナノコンポジット材料
研究実績の概要

ナノリボン多孔体に担持された酸化グラフェン(GO)表面への蛍光修飾デオキシリボ核酸(DNA)プローブの吸着を利用した生体分子センシングについて、応用に向けたさらなる検討を実施した。前年度に当該センシング系はモデル夾雑タンパク質溶液中でも機能することを明らかにしているが、さらに本年度は実際の試料により近い血清中でのセンシングを検討した。その結果、バックグラウンドシグナルの増大がやや見られたものの、ターゲットDNAの存在下では顕著に高い蛍光強度を示したことから、血清中でもセンシングできることが明らかとなった。加えて、これまでは未乾燥のGO担持多孔体を用いてきたが、凍結乾燥した多孔体を用いてもセンシングできることがわかった。この結果は、分散固定効果によってGOの凝集が空気中でさえも抑制されていることを示している。凍結乾燥品は軽量であるために輸送や保管の観点から優れる利点があり、以上から当該センシング系は実応用への高い潜在性を示すことが明らかとなった。
GO担持多孔体の化学還元による導電性還元型GOゲルの構築について、詳細な解析を実施した。まず、化学還元前後のセルロース成分について質量分析法により解析した結果、還元反応中にセルロースが分解・除去されていることがわかり、これは還元後のゲルはセルロース成分を含まず、還元型GOのみからなることを示している。さらに、得られる導電性ゲルを電極材料としたスーパーキャパシタについて繰り返し充放電特性を詳細に評価した結果、1000回の充放電サイクル後の比静電容量ならびにクーロン効率はそれぞれ初期の78%ならびに98%であり、当該還元型GOゲルは高いサイクル安定性を示すことが示された。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Confined Reduced Graphene Oxides as a Platform for DNA Sensing in Solutions Crowded with Biomolecules2020

    • 著者名/発表者名
      Hata Yuuki、Sawada Toshiki、Serizawa Takeshi
    • 雑誌名

      ACS Applied Bio Materials

      巻: - 号: 5 ページ: 3210-3216

    • DOI

      10.1021/acsabm.0c00206

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ナノセルロースの人工臓器への応用研究2019

    • 著者名/発表者名
      秦 裕樹、芹澤 武
    • 雑誌名

      人工臓器

      巻: 48 号: 3 ページ: 182-185

    • DOI

      10.11392/jsao.48.182

    • NAID

      130007808762

    • ISSN
      0300-0818, 1883-6097
    • 年月日
      2019-12-15
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temperature-Directed Assembly of Crystalline Cellulose Oligomers into Kinetically Trapped Structures during Biocatalytic Synthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Hata Yuuki、Sawada Toshiki、Marubayashi Hironori、Nojima Shuichi、Serizawa Takeshi
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 35 号: 21 ページ: 7026-7034

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.9b00850

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biocatalytic oligomerization-induced self-assembly of crystalline cellulose oligomers into nanoribbon networks assisted by organic solvents2019

    • 著者名/発表者名
      Hata Yuuki、Fukaya Yuka、Sawada Toshiki、Nishiura Masahito、Serizawa Takeshi
    • 雑誌名

      Beilstein Journal of Nanotechnology

      巻: 10 ページ: 1778-1788

    • DOI

      10.3762/bjnano.10.173

    • 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] Assembly of reduced graphene oxides into a three-dimensional porous structure via confinement within robust cellulose oligomer networks2019

    • 著者名/発表者名
      Hata Yuuki、Saito Yoshitaka、Sawada Toshiki、Matsumoto Hidetoshi、Serizawa Takeshi
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 9 号: 66 ページ: 38848-38854

    • DOI

      10.1039/c9ra08318a

    • 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] ナノセルロースの基本的特性とバイオマテリアルへの応用2019

    • 著者名/発表者名
      秦 裕樹、澤田敏樹、芹澤 武
    • 雑誌名

      バイオマテリアル-生体材料-

      巻: 37-1 ページ: 24-29

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Macromolecular crowding for materials-directed controlled self-assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Hata Yuuki、Sawada Toshiki、Serizawa Takeshi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 6 号: 40 ページ: 6344-6359

    • DOI

      10.1039/c8tb02201a

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Confinement of nanocarbons within robust networks composed of crystalline cellulose oligomers for applications2020

    • 著者名/発表者名
      秦裕樹、澤田敏樹、芹澤武
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Control of self-assembly of cellulose oligomers by macromolecular crowding for the formation of nanoribbon gels2019

    • 著者名/発表者名
      秦裕樹、澤田敏樹、芹澤武
    • 学会等名
      第68回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Confinement of graphene oxides within cellulose oligomer gels for constructing functional materials2019

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Hata, Toshiki Sawada, Takeshi Serizawa
    • 学会等名
      The 10th Integrated Molecular / Materials Science & Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] セルロースオリゴマーゲル中でのナノ材料の拘束とそれに基づく機能性材料の創製2019

    • 著者名/発表者名
      秦裕樹、澤田敏樹、芹澤武
    • 学会等名
      第29回バイオ・高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] セルロースオリゴマーの重合誘起自己組織化に基づいた還元型酸化グラフェンとの複合ゲル形成と応用展開2019

    • 著者名/発表者名
      秦裕樹、澤田敏樹、芹澤武
    • 学会等名
      第68回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Confinement of reduced graphene oxides within cellulose oligomer networks for constructing functional materials2019

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Hata, Toshiki Sawada, Takeshi Serizawa
    • 学会等名
      OKINAWA COLLOIDS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高分子クラウディングによるセルロースオリゴマーの自己集合化制御と機能性材料への展開2019

    • 著者名/発表者名
      秦裕樹
    • 学会等名
      関東高分子若手研究会2018年度 学生発表会・交流会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Construction of functional materials through confinement of graphene oxides within cellulose oligomer gels2019

    • 著者名/発表者名
      秦裕樹、澤田敏樹、芹澤武
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Self-assembly of crystalline cellulose oligomers into hydrogels for spatial immobilization of functional colloidal particles2018

    • 著者名/発表者名
      秦裕樹、澤田敏樹、酒井崇匡、芹澤武
    • 学会等名
      第67回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 結晶性セルロースオリゴマーからなる自己組織化ハイドロゲル中へのナノ材料の空間固定2018

    • 著者名/発表者名
      秦裕樹、澤田敏樹、酒井崇匡、芹澤武
    • 学会等名
      第28回バイオ・高分子シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] セルロースオリゴマーゲル中におけるナノマテリアルの三次元構造化と機能2018

    • 著者名/発表者名
      秦裕樹、澤田敏樹、酒井崇匡、芹澤武
    • 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] 結晶性セルロースオリゴマーゲル中でのナノ材料の三次元構造化と機能2018

    • 著者名/発表者名
      秦裕樹、澤田敏樹、酒井崇匡、芹澤武
    • 学会等名
      第27回ポリマー材料フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-06-18  

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