• 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

リグニン白色化メカニズムの解明と白色リグニンの機能評価

研究課題

研究課題/領域番号 21H02007
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35020:高分子材料関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

敷中 一洋  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 上級主任研究員 (00507189)

研究分担者 平良 尚悟  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 学振特別研究員 (00965072)
棚池 修  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (20415706)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2021年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
キーワード植物 / バイオマス / リグニン / 機能性高分子 / 複合素材 / バイオマスプラスチック / 植物高分子
研究開始時の研究の概要

植物バイオマス「リグニン」の利活用は持続可能な社会の実現に資する喫緊の課題である。本研究ではリグニン利活用を妨げる「着色」を解決する応募者が独自に見出した「リグニンを白色化する」化学反応のメカニズムを解明する。更に白色化リグニンの機能評価をおこない機能性バイオマスプラスチックとしての用途を検討する。加えて白色リグニン合成反応を基とした植物などのリグニン含有組成物からの白色リグニンの単離を試み、新たなリグニン抽出・利用技術の創製につなげる。

研究成果の概要

本研究はリグニン白色化メカニズムの解明と白色リグニンの機能評価および白色化技術に基づくリグニン抽出技術開発を目的とした。第一に白色化反応における白色度と反応条件の関係を評価し反応メカニズムを理解した。第二に白色リグニン合成の高効率化を達成した。第三に白色リグニンの機能評価より電気絶縁性材料や光機能材料としての用途可能性を解明した。更に白色リグニン合成技術に基づく植物や糖化残差からの白色リグニン組成物の抽出を達成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

国際連合気候変動枠組条約締結国会議の第21回会議で採択されたパリ協定において、今世紀後半に世界全体でカーボンニュートラルを達成するという目標が定められた。我が国では目標達成に向けパリ協定に基づく成長戦略としての長期戦略が策定された。その中ではバイオマスの機能素材利用が挙げられている。よって植物バイオマス由来のリグニンを原料とした機能素材開発と用途開発は社会・経済インパクトを与える。
これまでの関連研究では主に着色した状態でのリグニンが用いられている。本研究で提案する白色化技術に基づくリグニン研究は独自の取り組みであり、目的とする白色リグニンによる高意匠性素材開発に対する社会・産業ニーズは高い。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 4件、 招待講演 11件) 図書 (2件) 備考 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Controlling Polymer Degradation by Addition of Plant Aromatic Polymer, Lignin2024

    • 著者名/発表者名
      Takumi Karasawa, Risako Kato, Ai Tsukidate, Yoichi Tominaga, Koki Toyota, Yuichiro Otsuka, Kazuhiro Shikinaka
    • 雑誌名

      Materials Today Communication

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 同時酵素糖化粉砕と白色化を通じたリグニンの機能素材化2024

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋
    • 雑誌名

      アグリバイオ 2024年5月号

      巻: 8(5) ページ: 424-426

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Swelling of lignin-based gel in salt-containing organic solvents and its application as gel electrolyte2023

    • 著者名/発表者名
      F. Honda, S. Taira, S. Suzuki, K. Shikinaka, K. Shigetomi, Y. Uraki
    • 雑誌名

      Holzforschung

      巻: 77 号: 10 ページ: 776-783

    • DOI

      10.1515/hf-2023-0067

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrically conducting films prepared from graphite and lignin in pure water2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Asami、Otsuka Yuichiro、Shikinaka Kazuhiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Bioengineering and Biotechnology

      巻: 10

    • DOI

      10.3389/fbioe.2022.1049123

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Functional “permanently whitened” lignin synthesized via solvent-controlled encapsulation2022

    • 著者名/発表者名
      Shikinaka Kazuhiro、Otsuka Yuichiro
    • 雑誌名

      Green Chemistry

      巻: 24 号: 8 ページ: 3243-3249

    • DOI

      10.1039/d1gc04810d

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 官能基による白色リグニンの特性制御2023

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋, 鈴木麻実, 大塚祐一郎
    • 学会等名
      第72回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 植物高分子リグニンを機能素材化する低環境負荷型技術の開発2023

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋
    • 学会等名
      第12回 JACI/GSCシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] リグニンをきれいに分けて機能素材化する新技術の開発2023

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋
    • 学会等名
      第3回リグニン学会特別セミナー
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Utilization of lignin as functional materials via sustainable extraction process and whitening method2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Shikinaka, Yuichiro Otsuka
    • 学会等名
      The 13th SPSJ International Polymer Conferences (IPC)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional clay-based film consisting of lignin, a plant aromatic polymer2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Shikinaka, Yuichiro Otsuka
    • 学会等名
      EUROCLAY 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 各種粘土/有機高分子からなる同時酵素糖化粉砕リグニン含有水蒸気バリア性透明膜の開発2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木麻実, 敷中一洋, 大塚 祐一郎
    • 学会等名
      第66回粘土科学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Functional materials consisting of nanoparticulated plant aromatic polymer, l ignin, via sustainable extraction process2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Shikinaka
    • 学会等名
      International Conference on Nanotechnology & Materials Science (NANOMAT-2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Solvent Controlled Encapsulationにより合成される白色リグニンの熱特性と光機能2023

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋
    • 学会等名
      第72回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 板状粘土鉱物と植物芳香族高分子リグニンによる機能膜の開発2023

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋
    • 学会等名
      23-1無機高分子研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 植物・鉱物由来高分子による機能素材開発2023

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋
    • 学会等名
      ラドテック研究会 第182回講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 低環境負荷で植物芳香族系高分子リグニンを機能素材化する新技術の開発2023

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋
    • 学会等名
      超分子研究会・精密ネットワークポリマー研究会 第7回合同講座
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物芳香族系高分子リグニンの白色化を通じた機能素材創製2023

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋
    • 学会等名
      2023年 繊維学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] リグニンの白色化技術を通じた機能素材化2023

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋, 大塚祐一郎
    • 学会等名
      第74回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 植物芳香族系高分子「リグニン」の白色化2022

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋, 大塚祐一郎
    • 学会等名
      第71回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Plant-based UV absorber obtained by simultaneous enzymatic saccharification and comminution2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Shikinaka, Yuichiro Otsuka
    • 学会等名
      RadTech Asia 2022 -The 16th International Conference & Expo on UV/EB Curing in Asia-
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Solvent Controlled Encapsulationにより合成される白色リグニンの構造と機能2022

    • 著者名/発表者名
      敷中 一洋, 大塚祐一郎
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 植物芳香族系高分子リグニンによる機能性低次元材料2022

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋
    • 学会等名
      日本化学会「低次元系光機能材料研究会」第11回サマーセミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 植物由来芳香族高分子「リグニン」を基軸とした複合材料2022

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第35回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リグニンによる機能素材創製 ~白色化と複合化~2022

    • 著者名/発表者名
      敷中 一洋, 大塚祐一郎
    • 学会等名
      第31回ポリマー材料フォーラム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 環境適応型プロセスに従った非可食植物バイオマスの有用化成品への変換2022

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋
    • 学会等名
      第6回 SPIRITS生物-無機-有機融合化学セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リグニンの機能性高分子としての利用に向けた新技術2021

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋
    • 学会等名
      第70回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環境にやさしいプロセス 【同時酵素糖化粉砕】による 植物高分子の機能素材化2021

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋
    • 学会等名
      第178回東海高分子研究会講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 同時酵素糖化粉砕法による植物高分子の新規用途開発2021

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋
    • 学会等名
      第453回生存圏シンポジウム 「第18回 持続的生存圏創成のためのエネルギー循環シンポジウム -マイクロ波高度利用と先端分析化学 第11回先進素材開発解析システム(ADAM)シンポジウム-」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 湿式粉砕と酵素反応を複合した植物高分子の 新しい抽出・利用技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      敷中一洋
    • 学会等名
      <第21回バイオマス関連部会・研究会合同交流会> 「カーボンニュートラルに貢献する木質バイオマスのマテリアル利用」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Online Encyclopedia of Polymers, Polymeric Materials, and Polymer Technology2024

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Shikinaka
    • 出版者
      CRC Press (TAYLOR & FRANCIS GROUP)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] Lignin-based Materials: Health Care and Medical Applications2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Shikinaka
    • 総ページ数
      315
    • 出版者
      The Royal Society of Chemistry
    • ISBN
      9781839165351
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 産総研化学プロセス研究部門化学反応場設計グループ紹介HP

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/cpt/ja/groups/001_cpt-crd.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 産業技術総合研究所HP>組織>化学プロセス研究部門>研究グループ紹介>化学反応場設計グループ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/cpt/ja/groups/001_cpt-crd.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 代表者に対するトーキン科学技術賞贈与に関するHPアナウンス

    • URL

      https://www.tokin.com/wp-content/uploads/%EF%BC%88%E5%88%A5%E7%B4%99%EF%BC%89R4%E5%B9%B4%E5%BA%A6%E8%B4%88%E8%B3%9E%E8%80%85%E4%B8%80%E8%A6%A7.pdf

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 代表者に対する第31回ポリマー材料フォーラム 広報委員会パブリシティ賞贈与に関するHP

    • URL

      https://main.spsj.or.jp/koho/31p.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] リグニンの脱色方法、及び脱色リグニンの調製方法2021

    • 発明者名
      敷中一洋、平敏彰
    • 権利者名
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-195449
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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