| 研究課題/領域番号 |
21K05156
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34030:グリーンサステイナブルケミストリーおよび環境化学関連
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| 研究機関 | 東京農工大学 (2022-2023)
明星大学 (2021) |
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研究代表者 |
吾郷 万里子 東京農工大学, 農学部, 寄付講座教員 (90389172)
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| 研究分担者 |
上本 道久 明星大学, 理工学部, 教授 (00176645)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | リグニン / ナノ粒子 / エアロゾルフロー / 表面エネルギー / ピッカリングエマルション / コロイド粒子 / バイオマス / 真球状粒子 / 接着 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
化石由来ポリマー微粒子の環境や生態系への悪影響が顕在化している。解決策の一つとしてバイオマス資源由来微粒子による代替がある。本提案では，エアロゾルフロー法という低エネルギー型プロセスによって合成されるリグニン真球状微粒子のコロイド特性を活かしたピッカリングエマルションの安定性を明らかにする。またリグニン粒子の多分散性に基づいた，従来の界面活性剤では得られない，強固な微粒子膜を有する機能性エマルションの材料設計法の構築を目的とする。また機能性エマルションの実証試験として，耐塩・耐pH性を明らかにするとともに，低環境負荷型接着剤を創成する。
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は，真球状リグニン微粒子を用いたピッカリングエマルションの開発ならびに新規材料設計法の開発である。初めに，クラフトリグニン，リグニンスルホン酸を用いて，エアロゾルフロー法によって，真球状のリグニンナノ～マイクロ粒子を合成した。得られたリグニン微粒子の特性評価のため，リグニン微粒子の形態観察，平均粒径，粒度分布等を実施した。次いで，リグニン微粒子を用いてピッカリングエマルションを調製し，その安定性を調査した。その結果，o/w型のピッカリングエマルションを形成し，数か月に渡って安定化することを示した。また応用開発の事例として，ゲル接着性を評価した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の主材料であるリグニンは，バイオマス資源であることから脱炭素社会の実現に向け，カーボンニュートラルな機能性材料として，用途展範が期待される。化石由来ポリマー微粒子を代替することが可能であることから，昨今顕在化しているマイクロプラスチック問題の解決策となる。
リグニンはこれまで未利用バイオマスとして位置づけられ，有効活用が進んでいなかったが，本提案のリグニン微粒子の開発によって，停滞していたリグニン活用を解決する一方，ひいては製紙産業，森林産業の活性化にもつながる。
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