| 研究課題/領域番号 |
21H02256
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分40020:木質科学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
寺本 好邦 京都大学, 農学研究科, 准教授 (40415716)
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| 研究分担者 |
高野 俊幸 京都大学, 農学研究科, 教授 (50335303)
矢部 富雄 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (70356260)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | セルロースナノファイバー / 水溶性改善 / 難水溶性物質 / ポリドーパミン / 銅ナノ粒子 / 導電性 / 抗酸化性 / 統計的手法 / 物質可溶化 / 金属ナノ粒子 / マルチスケール解析 / データサイエンス |
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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）の社会実装を促進するための技術基盤を構築する。CNFがもつ表面を(A) そのままあるいは(B) 修飾・加工して活かす方法論を確立して，波及効果のある材料を例証する：
A. CNFの介在で可溶化できる系を効率的にモデル化する。分光法と熱分析により分子からμmスケールに至る構造を調べて機構を解明する。可溶化物に，CNFとの複合系ならではのバイオアベイラビリティがあるかを調査する。
B. CNFの表面修飾と加工により，金属ナノ粒子（NP）の生成密度を制御する手法を確立する。卑金属ナノ粒子の抗酸化能も調査する。回路形成インクの実例を作る。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、セルロースナノファイバー（CNF）の社会実装を促進するための技術基盤の構築を目指した。CNFの表面をそのまま利用して難水溶性化合物の水溶性を改善する方法と、ポリドーパミン（PDA）で修飾したCNFを足場として非酸化銅ナノ粒子インクを調製し、導電性評価を行った。70種類の難水溶性物質に対するCNFの溶出率を重回帰分析でモデル化し、特性パラメータを抽出した。また、Cu@PDA@CNFインクを用いたスクリーン印刷と低温焼成により、抗酸化能を持つ導電性基板の作製に成功した。これらの成果により、CNFの新たな応用可能性が広がり、広範な産業への貢献が期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、セルロースナノファイバー（CNF）の大表面積を活用し、難水溶性化合物の水溶性を向上させられることを明らかにした。難水溶性化合物の特性のうち，CNFで水溶性を向上させることができるものの特徴を，統計的に把握することができた。また、ポリドーパミン（PDA）修飾CNFを足場とすることで、抗酸化性と導電性を兼ね備えた銅ナノ粒子インクを開発した。これにより、CNFの新たな応用可能性が広がり、医薬品、電子デバイス、環境保護材料などの分野での社会的意義が大きい。
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