セルロースナノフィブリルの水分散体を出発とする機能的な階層構造の形成

• 研究課題/領域番号: 21780163
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 木質科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 齋藤 継之 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教 (90533993)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
• キーワード: セルロース / ナノ材料 / 自己組織化 / 生体模倣 / ナノファイバー / 階層構造

研究概要

TEMPO触媒酸化を経て水中分散したセルロースナノフィブリルはネマチック液晶状に自己配列する。本研究では、水中で自己配列したナノフィブリルの集積プロセスを制御し、ハイドロゲル、エアロゲル、フィルム等のバルク材料を構築した。これらのバルク材料は、ナノフィブリルが自己配列した秩序構造を有しており、極めて優れた材料特性を発現した。

研究成果

• [雑誌論文] TEMPO-Oxidized Cellulose Nanofibrils Dispersed in Organic Solvents (2011)
  • 著者名/発表者名: Okita, Y., Fujisawa, S., Saito, T., Isogai, A.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 12 ページ: 518-522
  • 査読あり
• [雑誌論文] TEMPO-Oxidized Cellulose Nanofibrils Dispersed in Organic Solvents (2011)
  • 著者名/発表者名: Okita, Y.; Fujisawa, S.; Saito, T.; Isogai, A.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 12 ページ: 518-522
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wood Cellulose Nanofibrils Prepared by TEMPO Electro-Mediated Oxidation (2011)
  • 著者名/発表者名: Isogai, T.; Saito, T.; Isogai, A.
  • 雑誌名: Cellulose 巻: 18 ページ: 421-431
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and Characterization of TEMPO-Oxidized Cellulose Nanofibril Films with Free Carboxyl Groups (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujisawa, S.; Okita, Y.; Fukuzumi, H.; Saito, T.; Isogai, A.
  • 雑誌名: Carbohydr.Polym. 巻: 84 ページ: 579-583
  • 査読あり
• [雑誌論文] TEMPO-Oxidized Cellulose Nanofibers (2011)
  • 著者名/発表者名: Isogai, A.; Saito, T.; Fukuzumi H.
  • 雑誌名: Nanoscale 巻: 3 ページ: 71-85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Viscoelastic Evaluation of Average Fiber Length of Cellulose Nanofibers Prepared by TEMPO-mediated Oxidation (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishii, D.; Saito, T.; Isogai, A.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 12 ページ: 584-550
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxidation of Bleached Wood Pulp by TEMPO/NaClO/NaClO_2 System : Effect of the Oxidation Conditions on Carboxylate Content and Degree of Polymerization (2010)
  • 著者名/発表者名: Saito, T.,Hirota, M.,Tamura, N., Isogai, A.
  • 雑誌名: Wood Science 56 ページ: 227-232
  • NAID: 10026544898
  • 査読あり
• [雑誌論文] バイオ系ナノファイバー:TEMPO触媒酸化による天然セルロースのシングルナノファイバー化と材料物性の発現 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤継之
  • 雑誌名: Nanofiber 1 ページ: 35-38
• [雑誌論文] Entire Surface Oxidation of Various Cellulose Microfibrils by TEMPO-Mediated Oxidation (2010)
  • 著者名/発表者名: Okita, Y., Saito, T.,Isogai, A.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 11 ページ: 1696-1700
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxidation of Bleached Wood Pulp by TEMPO/NaClO/NaClO_2 System : Effect of the Oxidation Conditions on Carboxylate Content and Degree of Polymerization (2010)
  • 著者名/発表者名: Saito, T.; Hirota, M.; Tamura, N.; Isogai, A.
  • 雑誌名: J.Wood Science 巻: 56 ページ: 227-232
  • NAID: 10026544898
  • 査読あり
• [雑誌論文] Water dispersion of cellulose II nanocrystals prepared by TEMPO-mediated oxidation of mercerized cellulose at pH 4.8 (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirota, M.; Tamura, N.; Saito, T.; Isogai, A.
  • 雑誌名: Cellulose 巻: 17 ページ: 279-288
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxidation of curdlan and other polysaccharides by 4-acetamide-TEMPO/NaClO/NaClO_2 under acid conditions (2010)
  • 著者名/発表者名: Tamura, N.; Hirota, M.; Saito, T.; Isogai, A.
  • 雑誌名: Carbohydr.Polym. 巻: 81 ページ: 592-598
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison study of TEMPO-analogous compounds on oxidation efficiency of wood cellulose for preparation of cellulose nanofibrils (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwamoto, S.; Kai, W.; Isogai, T.; Saito, T.; Isogai, A.; Iwata, T.
  • 雑誌名: Polym.Degrad.Stabil. 巻: 95 ページ: 1394-1398
  • 査読あり
• [雑誌論文] Side reactions of 4-acetamido-TEMPO as catalyst in cellulose oxidation systems (2010)
  • 著者名/発表者名: Patel, I.; Opietnik, M.; Bohmdorfer, S.; Becker, M.; Potthast, A.; Saito, T.; Isogai, A.; Rosenau, T.
  • 雑誌名: Holzforschung 巻: 64 ページ: 549-554
  • 査読あり
• [雑誌論文] Entire Surface Oxidation of Various Cellulose Microfibrils by TEMPO-Mediated Oxidation (2010)
  • 著者名/発表者名: Okita, Y.; Saito, T.; Isogai, A.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 11 ページ: 1696-1700
  • 査読あり
• [雑誌論文] Papermaking of Disintegrated Fibers of TEMPO-Mediated Oxidized Pulps (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishizuka, M.; Saito, T.; Enomae, T.; Isogai, A.
  • 雑誌名: Japan Tappi J. 巻: 64 ページ: 437-447
  • NAID: 10026214727
  • 査読あり
• [雑誌論文] CaCO_3/Chitin-Whisker Hybrids : Formation of CaCO_3 Crystals in Chitin-Based Liquid-Crystalline Suspension (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, Y.; Nishimura, T.; Saito, T.; Kato, T.
  • 雑誌名: Polym.J. 巻: 42 ページ: 583-586
  • NAID: 10027041522
  • 査読あり
• [雑誌論文] TEMPO Electro-Mediated Oxidation of Some Polysaccharides Including Regenerated Cellulose Fiber (2010)
  • 著者名/発表者名: Isogai, T.; Saito, T.; Isogai, A.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 巻: 11 ページ: 1593-1599
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enlargement of Individual Cellulose Microfibrils in Transgenic Poplars Overexpressing Xyloglucanase (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, M.; Saito, T.; Isogai, A.; Kurita, M.; Kondo, T.; Taniguchi, T.; Kaida, R.; Baba, K.; Hayashi, T.
  • 雑誌名: J.Wood Science 巻: 57 ページ: 71-75
  • NAID: 10029035704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal Stabilization of TEMPO-Oxidized Cellulose (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukuzumi, H.; Saito, T.; Okita, Y.; Isogai, A.
  • 雑誌名: Polym.Degrad.Stabil. 巻: 95 ページ: 1502-1508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of TEMPO-Mediated Oxidation of Pulp Fibers on Filtration and Ion-exchange Properties of Handsheets (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishizuka, M.; Saito, T.; Enomae, T.; Isogai, A.
  • 雑誌名: Japan Tappi J. 巻: 64 ページ: 955-968
  • NAID: 10026493356
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glucose/Glucuronic Acid Alternating Copoysaccharide Prepared from TEMPO-Oxidized Native Celluloses by Surface Peeling (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirota, M.; Furihata, K.; Saito, T.; Kawada, T.; Isogai, A.
  • 雑誌名: Angew.Chem.Int.Ed. 巻: 49 ページ: 7670-7672
  • 査読あり
• [雑誌論文] Topochemical Synthesis and Catalysis of Metal Nanoparticles Exposed on Crystalline Cellulose Nanofibers (2010)
  • 著者名/発表者名: Koga, H.; Okunaga E.; Hidaka M.; Umemura Y.; Saito T.; Isogai A.; Kitaoka T.
  • 雑誌名: Chem.Commun. 巻: 46 ページ: 8576-8569
  • 査読あり
• [雑誌論文] バイオ系ナノファイバー:TEMPO触媒酸化による天然セルロースのシングルナノファイバー化と材料物性の発現 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤継之
  • 雑誌名: Nanofiber 巻: 1 ページ: 35-38
• [雑誌論文] TEMPO酸化ナノファイバーの構造解析に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤継之
  • 雑誌名: 繊維学会誌 巻: 66 ページ: 240-242
• [雑誌論文] 環境適合型新規バイオ系ナノ先端部材:TEMPO酸化セルロースナノファイバー (2010)
  • 著者名/発表者名: 磯貝明; 齋藤継之
  • 雑誌名: バイオプラジャーナル 巻: 39 ページ: 12-17
• [雑誌論文] Individual chitin nano-whiskers prepared from partially deacetylated α-chitin by fibril surface cationization (2010)
  • 著者名/発表者名: Fan, Y., Saito, T., Isogai, A.
  • 雑誌名: Carbohydr.Polym. 79 ページ: 1046-1051
  • 査読あり
• [雑誌論文] Individualization of Nano-Sized Plant Cellulose Fibrils by Direct Surface Carboxylation Using TEMPO Catalyst under Neutral Conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: Saito, T., Hirota, M., Tamura, N., Fukuzumi, H., Kimura, S., Heux, L., Isogai, A.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 10 ページ: 1992-1996
  • 査読あり
• [雑誌論文] TEMPO-Mediated Oxidation of β-Chitins to Prepare Individual Nanofibrils (2009)
  • 著者名/発表者名: Fan, Y., Saito, T., Isogai, A.
  • 雑誌名: Garbohydr.Polym. 77 ページ: 832-838
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface Carboxylation of Porous Regenerated Cellulose Beads by 4-Acetamide-TEMP0/NaClO/NaClO_2 System (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirota, M., Tamura, N., Saito, T., Isogai, A.
  • 雑誌名: Cellulose 16 ページ: 841-851
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxidation of Regenerated Cellulose with NaClO_2 Catalyzed by TEMPO and NaClO under Acid-Neutral Conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirota, M., Tamura, N., Saito, T., Isogai, A.
  • 雑誌名: Carbohydr.Polym. 78 ページ: 330-335
  • 査読あり
• [雑誌論文] TEMPO-Mediated Oxidation of Softwood Thermomechanical Pulp (2009)
  • 著者名/発表者名: Okita, Y., Saito, T., Isogai, A.
  • 雑誌名: Holzforschung 63 ページ: 529-535
  • 査読あり
• [学会発表] Self-aligned materials of TEMPO-oxidized cellulose nanofibrils and pulp fibers (2011)
  • 著者名/発表者名: Saito, T., Uematsu, T., Kimura, S., Enomae, T., Isogai, A.
  • 学会等名: 241th American Chemical Society National Meeting, CELL Division No.127
  • 発表場所: Anaheim, California, USA
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] Self-aligned materials of TEMPO-oxidized cellulose nanofibrils and pulpfibers (2011)
  • 著者名/発表者名: Saito, T.; Uematsu, T.; Kimura, S.; Enomae, T.; Isogai, A.
  • 学会等名: 241th American Chemical Society National Meetings
  • 発表場所: Anaheim, California, USA.
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 自己配列したTEMPO酸化ミクロフィブリル及びパルプ繊維の自立構造体 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤継之, 木村聡, 江前敏晴, 磯貝明
  • 学会等名: セルロース学会第17回年次大会 P29
  • 発表場所: 香川県,徳島文理大学
  • 年月日: 2010-07-15
• [学会発表] 自己配列したTEMPO酸化ミクロフィブリル及びパルプ繊維の自立構造体 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤継之;木村聡;江前敏晴;磯貝明
  • 学会等名: セルロース学会第17回年次大会
  • 発表場所: 香川県,徳島文理大学
  • 年月日: 2010-07-15
• [学会発表] 水中分散したTEMPO酸化ミクロフィブリル及びパルプ繊維の自己配列構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤継之, 木村聡, 江前敏晴, 磯貝明
  • 学会等名: 第77回紙パルプ研究発表会 14(最優秀発表賞受賞)
  • 発表場所: 東京都,タワーホール船堀
  • 年月日: 2010-06-17
• [学会発表] 水中分散したTEMPO酸化ミクロフィブリル及びパルプ繊維の自己配列構造 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齋藤継之;木村聡;江前敏晴;磯貝明
  • 学会等名: 第77回紙パルプ研究発表会
  • 発表場所: 東京都,タワーホール船堀
  • 年月日: 2010-06-17
• [学会発表] Size measurements of cellulose microfibrils individually dispersed by TEMPO-mediated oxidation (2010)
  • 著者名/発表者名: Saito, T., Shinoda, R., Okita, Y., Isogai, A.
  • 学会等名: 239th American Chemical Society National Meetings
  • 発表場所: San Francisco, California, USA
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] Individualization of nano-sized plant cellulose fibrils by TEMPO-mediated oxidation (2009)
  • 著者名/発表者名: 齋藤継之
  • 学会等名: The 2nd International Conference on Bio-based Polymers 2009
  • 発表場所: Penang, Malaysia
  • 年月日: 2009-11-13
• [学会発表] TEMPO触媒酸化セルロースの構造解析とナノ材料への展開 (2009)
  • 著者名/発表者名: 齋藤継之
  • 学会等名: 日本農学アカデミー第11回シンポジウム
  • 発表場所: 東京都,東京大学農学部3号館
  • 年月日: 2009-11-07
• [学会発表] TEMPO触媒酸化セルロースの構造解析とナノ材料への展開 (2009)
  • 著者名/発表者名: 齋藤継之
  • 学会等名: 日本農学アカデミー 第11回シンポジウム
  • 発表場所: 東京都, 東京大学農学部3号館
  • 年月日: 2009-11-07
• [学会発表] TEMPO触媒酸化による天然セルロースのナノファイバー化と物性発現 (2009)
  • 著者名/発表者名: 齋藤継之, 范一民, 福住早花, 沖田祐介, 磯貝明
  • 学会等名: 第58回高分子討論会
  • 発表場所: 熊本県, 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] Dispersion of native cellulose nanofibrils by TEMPO-mediated oxidation and expression of the material properties (2009)
  • 著者名/発表者名: 齋藤継之
  • 学会等名: The 2009 Japanese-Sino Fiber Symposium
  • 発表場所: Nagano, Japan
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] α及びβキチンのシングルミクロフィブリル化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 齋藤継之, 范一民, 磯貝明
  • 学会等名: セルロース学会第16回年次大会
  • 発表場所: 北海道, 北海道大学
  • 年月日: 2009-07-02
• [学会発表] TEMPO触媒酸化によるセルロースのナノファイバー化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 齋藤継之
  • 学会等名: 生物材料の会 第8回林産会総会
  • 発表場所: 東京都, 東京大学弥生講堂
  • 年月日: 2009-06-27
• [学会発表] Cellulose nanofibers prepared by TEMPO-mediated oxidation under acid conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: Saito, T., Fukuzumi, H., Hirota, M., Isogai, A.
  • 学会等名: 15th International Symposium on Wood, Fibre and Pulping Chemistry
  • 発表場所: Oslo, Norway
  • 年月日: 2009-06-15
• [図書] 機能性繊維の最新技術(分担執筆・第3章"セルロースシングルナノファイバー") (2009)
  • 著者名/発表者名: 磯貝明, 齋藤継之
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 機能性繊維の最新技術(分担執筆・第3章"α・βキチンナノファイバー") (2009)
  • 著者名/発表者名: 齋藤継之, 范一民, 磯貝明
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] セルロースシングルナノファイバー(機能性繊維の最新技術2009,第3章)
  • 著者名/発表者名: 磯貝明, 齋藤継之
• [産業財産権] セルロースナノファイバー分散液の製造方法、セルロースナノファイバー分散液、セルロースナノファイバー成形体、及びセルロースナノファイバー複合体 (2010)
  • 発明者名: 磯貝明, 齋藤継之, 藤澤秀次
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: 2010-159853
  • 出願年月日: 2010-07-14
• [産業財産権] 物理ゲルの製造方法および物理ゲル (2010)
  • 発明者名: 磯貝明, 齋藤継之
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: 2010-137566
  • 出願年月日: 2010-06-16
• [産業財産権] 物理ゲルの製造方法および物理ゲル (2010)
  • 発明者名: 磯貝明;齋藤継之
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: 2010-137566
  • 出願年月日: 2010-06-16
• [産業財産権] セルロースナノファイバー分散液の製造方法、セルロースナノファイバー分散液、セルロースナノファイバー成形体、及びセルロースナノファイバー複合体 (2010)
  • 発明者名: 磯貝明;齋藤継之;藤澤秀次
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: 2010-159853
  • 出願年月日: 2010-07-14
• [産業財産権] セルロースナノファイバー分散液の製造方法、セルロースナノファイバー分散液、セルロースナノファイバー成形体、およびセルロースナノファイバー複合体 (2009)
  • 発明者名: 磯貝明, 齋藤継之, 沖田祐介
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: 2009-124408
  • 出願年月日: 2009-05-22