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ピッカリングエマルションを利用したナノセルロースのヤヌス型表面分子設計

研究課題

研究課題/領域番号 18K05767
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分40020:木質科学関連
研究機関九州大学

研究代表者

横田 慎吾  九州大学, 農学研究院, 助教 (30600374)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードセルロースナノファイバー / 表面・界面 / ピッカリングエマルション / 両親媒性構造 / 表面化学修飾 / 両親媒性 / ナノセルロース / エマルション / 化学改質 / 表面/界面 / ヤヌス
研究成果の概要

水中カウンターコリジョン法により得られるセルロースナノファイバー(CNF)が、一本の繊維上に性質の異なる親水面と疎水面を併せ持つことが示された。さらに、この両親媒性CNFは、油・水界面に密に吸着することにより優れた乳化能を有することが明らかとなった。この界面固定されたCNFの油滴サイドのみをさらに疎水化することにより、水中での繊維凝集挙動が変化したことから、その挙動を制御することでの新たな高次構造材料構築の可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

循環利用可能なバイオマスのマテリアル変換は、脱炭素社会構築の一翼を担う研究開発課題である。樹木等から得られるセルロースナノファイバー(CNF)は、優れた物性をもつバイオナノ素材と注目されているが、原料や製造法により異なる、その表面物性の理解と制御が鍵となる。本研究では、両親媒性を示すACC法由来のCNFについて、表面構造・表面物性の基礎知見を得た。特に、ACC-CNFの優れた乳化特性は、食品を含む広範な分野へ応用展開が期待されるものである。

報告書

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

    (44件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 8件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Facile surface modification of amphiphilic cellulose nanofibrils prepared by aqueous counter collision2021

    • 著者名/発表者名
      Yokota Shingo、Tagawa Satomi、Kondo Tetsuo
    • 雑誌名

      Carbohydrate Polymers

      巻: 255 ページ: 117342-117342

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2020.117342

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Localized surface acetylation of aqueous counter collision cellulose nanofibrils using a Pickering emulsion as an interfacial reaction platform2021

    • 著者名/発表者名
      Ishida Koichiro、Yokota Shingo、Kondo Tetsuo
    • 雑誌名

      Carbohydrate Polymers

      巻: 261 ページ: 117845-117845

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2021.117845

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A combination of aqueous counter collision and TEMPO-mediated oxidation for doubled carboxyl contents of α-chitin nanofibers2021

    • 著者名/発表者名
      Ye Wenbo、Yokota Shingo、Fan Yimin、Kondo Tetsuo
    • 雑誌名

      Cellulose

      巻: 28 号: 4 ページ: 2167-2181

    • DOI

      10.1007/s10570-021-03676-2

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of an Amphiphilic Janus-Type Surface in the Cellulose Nanofibril Prepared by Aqueous Counter Collision2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Tsubasa、Tsuboi Kunio、Yokota Shingo、Tagawa Satomi、Kondo Tetsuo
    • 雑誌名

      Biomacromolecules

      巻: 22 号: 2 ページ: 620-628

    • DOI

      10.1021/acs.biomac.0c01464

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A defective prostaglandin E synthase could affect egg formation in the silkworm Bombyx mori2020

    • 著者名/発表者名
      Kohji Yamamoto, Takuya Tsubota, Tomohide Uno, Yutaro Tsujita, Shingo Yokota, Hideki Sezutsu, Kazuei Mita
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 521 号: 2 ページ: 347-352

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.10.121

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pickering emulsion stabilization by using amphiphilic cellulose nanofibrils prepared by aqueous counter collision2019

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yokota, Keita Kamada, Aki Sugiyama, Tetsuo Kondo
    • 雑誌名

      Carbohydrate Polymers

      巻: 226 ページ: 115293-115293

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2019.115293

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-step synthesis of cellooligomer-conjugated gold nanoparticles in a water-in-oil emulsion system and their application in biological sensing2019

    • 著者名/発表者名
      Mayumi Hatakeyama, Daisuke Ryuno, Shingo Yokota, Hirofumi Ichinose, Takuya Kitaoka
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces B: Biointerfaces

      巻: 178 ページ: 74-79

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2019.02.051

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ハニカム状に分散したACC-セルロースナノファ イバーが誘導するポリプロピレンの結晶モルフォロジー2021

    • 著者名/発表者名
      鴨川 正人、横田 慎吾、近藤 哲男
    • 学会等名
      2021年繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 界面反応により局所的に表面改質されたACC-セ ルロースナノファイバーの自己凝集挙動2021

    • 著者名/発表者名
      石田 紘一朗、横田 慎吾、近藤 哲男
    • 学会等名
      2021年繊維学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 水中カウンターコリジョン法で得られる竹由来セルロースナノファイバー中のキシランの表面特性への影響2021

    • 著者名/発表者名
      掲 恬娟、田川 聡美、横田 慎吾、近藤 哲男
    • 学会等名
      第71回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 酢酸菌細胞断片を用いた半人工セルロース繊維生産系の構築2021

    • 著者名/発表者名
      高山 剛、横田 慎吾、近藤 哲男
    • 学会等名
      第71回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 両親媒性バイオナノファイバーの界面吸着と乳化特性2020

    • 著者名/発表者名
      横田 慎吾
    • 学会等名
      第35回繊維学会西部支部講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] セルロースナノ材料の表面特性制御と高次構造化2020

    • 著者名/発表者名
      横田 慎吾、近藤 哲男
    • 学会等名
      第69回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヤヌスACC-ナノセルロース表面の局所的アセチル化による両親媒的二面性の向上2020

    • 著者名/発表者名
      石田 紘一朗, 横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      第70回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ACC法に依り得られるナノセルロースの表面自由エネルギーの定量評価2020

    • 著者名/発表者名
      三宅 佐和, 横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      第70回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] オートクレーブ前処理を経た水中カウンターコリジョン法による竹からのナノファイバー創製2020

    • 著者名/発表者名
      後藤 明希子, 横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      第70回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] SURFACE FUNCTIONALIZATION VIA TEMPO-MEDIATED OXIDATION OF CHITIN NANOFIBERS PREPARED BY AQUEOUS COUNTER COLLISION2019

    • 著者名/発表者名
      Wenbo Ye, Tianjuan Jie, Shingo Yokota, Yimin Fan, Tetsuo Kondo
    • 学会等名
      2019 Pusan-Gyeongnam/Kyushu-Seibu Joint Symposium on High Polymers(19th) and Fibers(17th)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] QUANTIFICATION OF ADSORPTION ENERGY OF ACCNANOCELLULOSES AT OIL/WATER INTERFACE BY USING PENDANT DROP TENSIOMETRY2019

    • 著者名/発表者名
      Sawa Miyake, Shingo Yokota, Tetsuo Kondo
    • 学会等名
      2019 Pusan-Gyeongnam/Kyushu-Seibu Joint Symposium on High Polymers(19th) and Fibers(17th)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ADSORPTION PROPERTIES OF ACC-NANOCELLULOSE TO POLYSTYRENE MICROSPHERE HAVING DIFFERENT DIAMETER2019

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Ishida, Shingo Yokota, Tetsuo Kondo
    • 学会等名
      2019 Pusan-Gyeongnam/Kyushu-Seibu Joint Symposium on High Polymers(19th) and Fibers(17th)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CRYSTALLIZATION BEHAVIOR OF POLYPROPYLENE ON 3D-HONEY COMB SCAFFOLDS OF ACC-NANOCELLULOSE2019

    • 著者名/発表者名
      Masato Kamogawa, Satomi Tagawa, Gento Ishikawa, Shingo Yokota, Tetsuo Kondo
    • 学会等名
      2019 Pusan-Gyeongnam/Kyushu-Seibu Joint Symposium on High Polymers(19th) and Fibers(17th)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FABRICATION OF ELASTOMER REINFORCED WITH NANOCELLULOSE HONEYCOMB CELL2019

    • 著者名/発表者名
      Hayate Kuroyanagi, Shingo Yokota, Tetsuo Kondo
    • 学会等名
      2019 Pusan-Gyeongnam/Kyushu-Seibu Joint Symposium on High Polymers(19th) and Fibers(17th)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CHEMICAL-FREE FABRICATION OF BAMBOO ACC-NANOFIBRIL VIA AUTOCLAVE PRETREATMENT2019

    • 著者名/発表者名
      Akiko Goto, Shingo Yokota, Tetsuo Kondo
    • 学会等名
      2019 Pusan-Gyeongnam/Kyushu-Seibu Joint Symposium on High Polymers(19th) and Fibers(17th)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SURFACE ANALYSIS OF AMPHIPHILIC JANUS STRUCTURE ON ACC-NANOCELLULOSE2019

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Tsuji, Kunio Tsuboi, Shingo Yokota, Tetsuo Kondo
    • 学会等名
      2019 Pusan-Gyeongnam/Kyushu-Seibu Joint Symposium on High Polymers(19th) and Fibers(17th)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] オールケミカルフリープロセスによる竹ナノファイバー創製2019

    • 著者名/発表者名
      後藤 明希子, 横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ACC-ナノセルロースのマイクロポリマー粒子への吸着現象に対して粒径が及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      石田 紘一朗, 横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ACC-ナノセルロースで被覆されたポリプロピレン粒子の結晶化挙動2019

    • 著者名/発表者名
      鴨川 正人,石川 元人, 横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ナノセルロースハニカムセルにより補強されるエラストマーの創製2019

    • 著者名/発表者名
      黒柳 遥風,石川 元人, 横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] オートクレーブ前処理を経た水中カウンターコリジョン法によるケミカルフリーな竹ナノファイバー創製2019

    • 著者名/発表者名
      後藤 明希子, 横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      セルロース学会第26回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 粒径の異なるマイクロポリマー粒子へのACC-ナノセルロースの吸着特性2019

    • 著者名/発表者名
      石田 紘一朗, 横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      セルロース学会第26回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 懸滴法によるACC-ナノセルロースの界面活性能の評価2019

    • 著者名/発表者名
      三宅 佐和, 横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      セルロース学会第26回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ACC-ナノセルロースのポリプロピレンに対する結晶核剤効果2019

    • 著者名/発表者名
      鴨川 正人, 石川 元人, 横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      セルロース学会第26回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ACC-ナノセルロースにおける両親媒性ヤヌス構造の定量評価2019

    • 著者名/発表者名
      辻 翼,坪井 国雄, 横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      セルロース学会第26回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Oriented deposition of bacterial nanocellulose induced by nematic ordered cellulose templates with unique surface energy distribution2019

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yokota, Koki Miura, Tetsuo Kondo
    • 学会等名
      257th American Chemical Society National Meeting & Exposition 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 二面性を持つセルロースナノファイバーの可能性2018

    • 著者名/発表者名
      横田 慎吾
    • 学会等名
      平成30年度第48回繊維学会夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「竹」からの水のみを用いるリグノセルロースナノファイバー創製2018

    • 著者名/発表者名
      後藤明希子, 辻 翼,横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      セルロース学会第25回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 両親媒性ヤヌスACC-ナノセルロースにおける新水性表面の定量評価2018

    • 著者名/発表者名
      辻 翼,横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      セルロース学会第25回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 両親媒性ヤヌスナノフィブリルを用いた新規ナノコンポジット製造法2018

    • 著者名/発表者名
      内田 詠子 メガン,横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      セルロース学会第25回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 両親媒性ヤヌスセルロースナノフィブリル配向性単層膜の創製への試み2018

    • 著者名/発表者名
      三宅 佐和,横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      第55回化学関連支部合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 原料種により異なる両親媒性ヤヌスセルロースナノファイバーの表面特性2018

    • 著者名/発表者名
      鎌田 啓大,横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      第55回化学関連支部合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 両親媒性ヤヌスACCナノセルロース表面におけるカチオン性化合物の吸着特性2018

    • 著者名/発表者名
      辻 翼,横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      第55回化学関連支部合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 水のみを用いる「竹」ナノファイバー創製2018

    • 著者名/発表者名
      後藤 明希子, 辻 翼,横田 慎吾,近藤 哲男
    • 学会等名
      第55回化学関連支部合同大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] カチオン性界面活性剤との相互作用をプローブとしたヤヌスACC-ナノセルロースの親水性表面の評価2018

    • 著者名/発表者名
      鎌田 啓大,横田 慎吾,近藤 哲男
    • 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 実施状況報告書
  • [備考] 九州大学研究者情報

    • URL

      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K003860/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] 九州大学バイオマテリアルデザイン研究室

    • URL

      http://biomat.agr.kyushu-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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