| 研究課題/領域番号 |
20K15348
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分35020:高分子材料関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人森林研究・整備機構 |
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研究代表者 |
田仲 玲奈 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (00813510)
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| 研究期間 (年度) |
2021-02-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | セルロースナノファイバー / 粘弾性 / 緩和 / 複屈折 / ナノセルロース / レオロジー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
セルロースナノファイバー（CNF）の「緩和（系が非平衡から平衡に戻る現象）」は、液中でのCNFの運動や堅さを反映し、CNF製品の物性の制御や加工プロセスの設計にも必要となる、重要な指標である。本研究では、レオロジー測定と蛍光顕微鏡法により、CNFの緩和時間と持続長（堅さの指標）を評価し、CNFの緩和挙動を解明する。液中におけるCNFのダイナミクスを理解し、それによりCNFの工業利用の促進に貢献する。
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| 研究成果の概要 |
希薄域におけるセルロースナノファイバー（CNF）の動的粘弾性および動的複屈折を測定し、半屈曲性高分子の粘弾性理論(Morse理論)と比較することで、緩和挙動の解明を目指した。CNFの複屈折緩和は他の半屈曲性高分子と同様に、配向及び曲げのモードを示した。一方でCNFの粘弾性は高周波数域において本理論で説明できず、粘弾性緩和の詳細は解明できなかった。この結果は原料や調製条件によらなかった。以上から、CNFは従来の理論では説明できない非理想的な半屈曲性高分子であると考えられる。さらに準希薄域においても同様の検討を行うと、CNFの配向モードは既存の半屈曲性高分子よりも強い濃度依存性を有した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
CNFの緩和は、そのサイズやサイズ分布、屈曲性を反映する基礎的な指標である。さらに、CNF製品の成型加工プロセスの最適化に必要な指標である。従って、CNFの工業利用を促進するためには、本研究が必須である。本研究成果ではCNFの詳細な粘弾性緩和は解明できなかったものの、今後に解明するための道筋を明らかにできた。特に、分散媒の粘弾性への影響は解明できていないため、今後引き続きこの検討を行う。
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